El principal problema insoluble a l'hora d'integrar una xarxa Ethernet convencional per a un àmbit industrial és que l'encaminament i lliurament de paquets d'informació mitjançant el protocol TCP/IP no pot proporcionar el nivell de rendiment desitjat a escala real, la qual cosa és essencial per al funcionament de molts sistemes automatitzats. sistemes de control i processament, per exemple, la mateixa fàbrica. Les aplicacions industrials requereixen un protocol de comunicacions diferent que utilitzi plenament les capes físiques d'Ethernet màximes i puguin suportar alguna comunicació entre diversos sensors, controladors, mecanismes operatius i aplicacions.Per això es va dissenyar Industrial Ethernet, que requeria tipus especials de cables per mantenir la comunicació.

Contingut
- 1 Ethernet industrial - informació general
- 2 Diferències entre cables Ethernet industrials i cables d'oficina
- 3 Requisits dels cables industrials i els seus paràmetres tècnics obligatoris
- 4 El cable adequat = la protecció correcta del nucli
- 5 Les transmissions de xarxes industrials requereixen cables industrials
- 6 Escollir el cable Ethernet adequat per a un camp industrial específic
- 7 Rànquing dels millors cables Ethernet industrials per al 2025
- 7.1 Per a zones de fins a 50 metres
- 7.1.1
4t lloc: "TWIST 35m, exterior, CCA, PE, UTP, 4 parells, Cat.5e, 24AWG, exterior, negre, 35m"
- 7.1.2
3r classificat: "Parell trenat UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 metres 001-112012/50"
- 7.1.3
2n lloc: "RJ45 Ethernet - Impermeable a l'aire lliure"
- 7.1.4
1r classificat: "TWIST 50 metres, interior, Cu (coure pur classe A), U/UTP, PVC, 4 parells, Cat.5e, 24AWG, interior"
- 7.2 Per a un camp de commutació complet (100 metres o més)
- 8 Conclusió
Ethernet industrial - informació general
Aquest tipus de protocols de transferència de dades pertany al conjunt principal d'Ethernet, que estan "vinculats" a equips convencionals, és a dir.El treball a través de les capes físiques i d'enllaç, tant a través de protocols d'Internet de xarxa com de transport, se centren en un nivell d'aplicació especialment desenvolupat (ús de programes especials). Tota la xarxa està enfocada a mantenir constantment la correcció de la transmissió/recepció de dades dins de la xarxa, mitjançant un seguiment constant i fins i tot excessiu de les mateixes, especialment en aquells punts on és més necessari per a la producció d'una operació concreta.
Industrial Ethernet utilitza equips més fiables i consumibles de cable que tenen connectors especials que poden ser molt diferents dels habituals. En particular, estan dissenyats per suportar condicions ambientals més severes, que és típic de la majoria de les grans empreses de fabricació (un bon exemple és el funcionament d'una xarxa en una gran fosa amb temperatures elevades). En conseqüència, el tipus de cables considerat hauria de tenir un nivell més potent de filtratge, blindatge i connexió a terra, que l'ajudarà a fer front al fons electromagnètic ambiental "brut" (és a dir, tant d'interferències com de radiació).
Diferències entre cables Ethernet industrials i cables d'oficina
En aquesta matèria, hi ha diversos criteris relacionats amb els cables industrials:
- No requereixen ventilació especial i refrigeració especial, per la qual cosa es poden col·locar en condicions exigus i on l'aire pot ser molt polsós;
- La seva fiabilitat d'instal·lació és molt alta, la qual cosa significa que totes les seccions de filferro estan subjectes a rails DIN, i això accelera la instal·lació i la facilita;
- Font d'alimentació de baixa tensió: els cables en qüestió no requereixen un gran nombre de Volts, però sempre es proporcionen fonts d'alimentació de reserva;
- Tenen redundància tècnica, és a dir. qualsevol lloc es pot substituir i corregir tan aviat com sigui possible, o les seves funcions es poden transferir a un altre lloc;
- Rigidesa dels requisits reglamentaris: els dissenys industrials han de complir estrictament els estàndards internacionals (resistència a les vibracions, compatibilitat electromagnètica, grau adequat de protecció contra la humitat);
- Vida útil ampliada;
- L'obligació de disposar d'un servei de suport tècnic a l'empresa, que funcioni les 24 hores del dia.
A partir d'això, és evident que els camps locals de canvi de casa o oficina poden desviar-se dels criteris especificats, ja que. el seu cablejat no funciona en condicions extremadament difícils i és poc probable que l'aturada del seu funcionament atura cap procés de producció crític.
Requisits dels cables industrials i els seus paràmetres tècnics obligatoris
El més important per al tipus de consumible a considerar és el seu rendiment i fiabilitat. L'actuació estarà formada per:
- Període de resposta: el temps que triga el dispositiu esclau a respondre a una sol·licitud del controlador;
- L'amplada de banda és la quantitat de dades que es poden transferir en una unitat de temps determinada. Aquí, molt dependrà no només del cable, sinó també del transceptor.
Els requisits de fiabilitat inclouen:
- El valor objectiu de la possibilitat de lliurament d'informació sense pèrdua;
- Factor de preparació dels dispositius per rebre i transmetre;
- La seguretat global de la transferència i la tolerància a errors del sistema en conjunt.
Immunitat al soroll
Pel que fa als cables d'oficina, el nivell de protecció contra els efectes negatius de les zones properes amb alta activitat electromagnètica també és important per a les industrials.Per exemple, el camp es pot col·locar directament al lloc on es realitza la soldadura per arc, els dispositius del qual distorsionen fortament el fons. El mateix s'aplica als relés de commutació i altres fonts de CA. Normalment, en aquestes àrees, la secció de xarxa pot fins i tot no necessitar protecció F / UTP general, sinó S / FTP individual.
Blindatge obligatori
El cablejat industrial difereix del cablejat convencional en requisits particulars per a la temperatura de funcionament nominal i el material de la funda. Per als consumibles considerats, aquest últim està fabricat de manera estàndard amb clorur de polivinil, perquè no és massa car pel que fa a la producció. Tanmateix, per a les empreses especialitzades, pot ser que es requereixi una carcassa molt més duradora. Aquests inclouen etilè fluorat polipropilè (FEP) o elastòmer termoplàstic (TPE). Aquesta protecció és capaç de suportar temperatures extremadament extremes de -50 a +125 graus centígrads, mentre que el PVC clàssic es manté a un nivell de zero graus a +75. A més, les carcasses de FEP i TPE són més flexibles, resistents a la radiació ultraviolada directa, es poden col·locar en aigua de mar, substàncies grasses líquides pesades. A més, el poliuretà és un material de closca popular, per descomptat, no pot funcionar en intervals de temperatura tan amplis com el TPE i el FEP, però ha millorat la resistència a la tracció, una major resistència química i pot resistir amb èxit l'abrasió. D'això podem concloure que el poliuretà és mecànicament més fort i la pràctica demostra que és molt difícil trencar-lo/tallar-lo. Poden equipar perfectament els nuclis centrals mitjançant estampació. També cal esmentar el poliuretà termoplàstic i el polietilè clorat.Són els més duradors i cars, però lluny de ser els més respectuosos amb el medi ambient (s'utilitzen àmpliament en indústries perilloses).
Flexibilitat i elasticitat
El cable Ethernet industrial de parell trenat també està disponible com a trenat o d'un sol nucli. Els cables trenats s'utilitzen en la producció a gran escala exactament de la mateixa manera que els seus homòlegs a les oficines: per a cordons de connexió, que es deu a la seva flexibilitat especial. L'única diferència és que no només es limiten a la funció de comunicació, ja que hi ha moltes situacions en producció en què el cable està en constant moviment i pot estar sotmès a torsió/estirament (per exemple, peces mòbils de robots transportadors).
Bucles de terra
Quan un cable Ethernet industrial entra en contacte amb qualsevol cable d'alimentació, els cables paral·lels que transporten corrent i el cable Ethernet s'han de separar; hi ha d'haver almenys 20 a 30 centímetres d'espai lliure entre ells. Com més gran sigui aquesta separació, més estable serà la transferència de dades. Si la línia es dibuixa dins d'un tub metàl·lic, llavors cada secció d'aquesta coberta protectora ha d'estar fermament connectada a la següent, creant l'efecte d'una cadena irrompible. Si heu de col·locar cables dins dels panells de distribució, la distància mínima dels elements conductors hauria de ser d'almenys 3 centímetres. En aquest cas, s'han d'evitar els revolts forts.
Hubs i interruptors
Els concentradors de distribució estàndard no s'utilitzen a Ethernet industrial, ja que no actuaran més que com a repetidors en diversos ports. És millor utilitzar interruptors gestionats especials a la línia.Els interruptors no gestionats en el camp de la commutació industrial també són acceptables, però els primers són preferibles, tot i que són més cars.
Industrial Ethernet té tres tipus de trànsit:
- Transferència d'un punt a tots els dispositius;
- Transferència d'un punt a diversos;
- Trasllat únic d'un punt a un altre.
Normalment, un cable empresarial estàndard pot arribar fàcilment a 100 transmissions per segon. Tanmateix, en qualsevol camp hi haurà una certa quantitat de transferència (informació transmesa) que no realitza directament cap funció de gestió / producció, per exemple, la impressora informa periòdicament del seu estat al centre de control (en termes generals, la impressora de vegades ha d'informar a l'ordinador amfitrió que està preparat per treballar o no pot treballar). D'aquesta manera, subministrar la xarxa de cable amb commutadors gestionats permetrà prioritzar els senyals segons la seva importància, i donar més atenció als equips de producció pràctics.
El cable adequat = la protecció correcta del nucli
Encara avui, la majoria dels enginyers de xarxa de les grans empreses utilitzen, per dir-ho així, opcions creatives, però no sempre efectives per col·locar cables Ethernet industrial. Un exemple viu pot ser (ja es parla de la llengua) el mètode d'unir cables a les canonades d'aigua amb cinta elèctrica negra o cinta adhesiva. Tanmateix, aquest mètode, en cas d'una situació de fallada, pot augmentar significativament el cost de les reparacions i contribuir a la restauració de la transferència d'informació d'alta velocitat lluny de ser ràpidament.
La instal·lació del cable, igual que el mateix cable, ha d'ajustar-se a les futures condicions de funcionament i les seves especificitats.Per exemple, un cable dissenyat per al seu ús en botigues metal·lúrgiques de fosa, en el muntatge automàtic de transportadors d'automòbils, és poc probable que sigui adequat per treballar en una magatzem frigorífic. Tota la informació necessària sobre el consumible es pot extreure de la documentació adjunta que, a causa dels requisits de compliment del nivell de certificació internacional, disposa d'un màxim de dades sobre les característiques d'instal·lació i ús. Proporcionant correctament la xarxa industrial amb el tipus adequat de cables, podeu reduir qualitativament el temps d'inactivitat, així com els costos de reparació.
Les transmissions de xarxes industrials requereixen cables industrials
És típic per a una oficina típica que la seva xarxa Ethernet s'instal·li en un entorn relativament tranquil i net, on els cables es poden amagar fàcilment darrere de les parets, sota els sòls o als sostres. Per al propi equip de xarxa, ja sigui actiu o passiu, n'hi ha prou amb trobar una zona segura.
En el sector industrial, la situació és completament diferent. Tots els cables, connectors, etc. aquests elements, de fet, són una part inseparable del sistema global de control automatitzat i es troben permanentment en condicions ambientals difícils. Els cables Ethernet simples, fins i tot el grau més car, simplement no poden sobreviure durant molt de temps en aquest entorn. En conseqüència, la indústria requereix una certa força de tot el camp de commutació. D'això es desprèn que les solucions d'oficina no són adequades per a finalitats industrials.Els consumibles utilitzats han de ser aptes per funcionar en condicions de fregament intens, tenir en compte la possibilitat de contacte directe amb combustibles i lubricants, respondre amb calma a radiacions electromagnètiques elevades, poder treballar en condicions de temperatures molt altes o molt baixes, suportar amb èxit. fluctuacions de tensió, així com vibracions i càrregues mecàniques.
Escollir el cable Ethernet adequat per a un camp industrial específic
Abans de comprar, heu de completar diversos passos bàsics:
- Definició d'escenari: cal establir en quin entorn i en quin entorn s'utilitzarà el consumible;

- Escollir la funda de filferro adequada: una funda ben escollida ajudarà a garantir el millor rendiment i la seguretat de la xarxa;

- Tenir en compte la diferència entre cables apantallats i no apantallats: el primer és necessari per a àrees que tenen un major grau de potencial d'interferència, i el segon és adequat per a altres àrees. En el primer, sempre hi ha làmina i una trena reforçada, que protegirà qualitativament el paquet de dades transmès, evitant possibles pèrdues en el camí.
- Selecció del tipus de conductor: aquí hauríeu de triar les opcions de nucli sòlid o trenat. Aquest últim és adequat per a instal·lació fixa, és a dir. per a un canvi senzill, no s'ha d'utilitzar en mecanismes mòbils. El següent punt és l'elecció entre execució sòlida (beines unides entre si) i parell trenat. Les mostres sòlides són preferibles per a treballs industrials complexos, ja que les seccions d'aïllament connectades al llarg de la longitud no permetran la formació de buits entre conductors aparellats.Si es forma aquest buit, es crearà una diferència de resistència, que provocarà una ruptura de la xarxa i la impossibilitat de la transmissió de dades.
Rànquing dels millors cables Ethernet industrials per al 2025
Per a zones de fins a 50 metres
4t lloc: "TWIST 35m, exterior, CCA, PE, UTP, 4 parells, Cat.5e, 24AWG, exterior, negre, 35m"
Dissenyat per a xarxes UTP 4 amb una longitud de 35 metres, utilitzat per construir LAN industrials amb cable. La mostra negra s'utilitza per col·locar-se fora de l'edifici, adequada per transmetre ordres a equips de producció automatitzats des d'un dispositiu de control. La velocitat de transferència no supera els 100 Mb/s. El producte es compon d'alumini xapat de coure, garantit per proporcionar la velocitat especificada sense descomptes. Compleix amb els estàndards ANSI\TIA\EIA-568-B. El kit inclou un conjunt de connectors RJ-45 amb taps, que us permeten fer segments de parells trenats de la longitud desitjada en forma de cables de connexió. El parell trenat funciona i s'emmagatzema a l'interior i a l'exterior en el rang de temperatura de -40 a +75 °C. El cost recomanat per a les cadenes minoristes és de 878 rubles.

TWIST 35 metres, exterior, CCA, PE, UTP, 4 parells, Cat.5e, 24AWG, exterior, negre, 35 m
Avantatges:
- A l'interior hi ha un fil de capró;
- qualitat suficient;
- Instal·lació facilitat.
Defectes:
3r classificat: "Parell trenat UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 metres 001-112012/50"
Es tracta d'una mostra de 4 parells, feta de filferro de coure, classificada a la categoria millorada 5E. Cada nucli està aïllat amb una capa dielèctrica: polietilè d'alta densitat amb una diferència de color.Aquest producte s'utilitza en la instal·lació de petites xarxes en producció. S'utilitza principalment en habitacions on l'impacte de la radiació electromagnètica de tercers serà mínim. La designació del cable UTP consisteix en el tipus, la indicació de la categoria i l'estructura del nucli, el nombre de parells i el diàmetre del nucli conductor en mm. Si el cable té conductors segons l'estàndard nord-americà de diàmetres, sovint s'indica el nombre AWG en comptes del diàmetre, on el número 24 correspon a un diàmetre del nucli d'aproximadament 0,51 mm. La funda més típica és la típica dels cables horitzontals i és un tub de plàstic de PVC gris amb guix afegit per tal de trencar-se millor durant el tall. El cost recomanat per a les cadenes minoristes és de 2200 rubles.

Parell trenat UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 metres 001-112012/50
Avantatges:
- blindatge de làmina;
- Bona qualitat de transmissió de dades;
- Preu adequat.
Defectes:
2n lloc: "RJ45 Ethernet - Impermeable a l'aire lliure"
El nucli d'aquest producte està fet de material de PVC d'alta resistència, resistent a la flexió i resistent al desgast, que es recomana per a la transmissió d'alta velocitat en entorns durs. Hi ha una immunitat de super-soroll, que garanteix la transmissió del senyal d'alta velocitat. Mitjançant l'ús de material de PVC molt suau resistent a la calor, el nombre de possibles corbes pot arribar a més de 30 milions de vegades. La mostra en si és impermeable, resistent a l'oli, resistent a la calor (+80 graus centígrads), resistent als raigs UV i retardant de flama. El cost recomanat per a les cadenes minoristes és de 2260 rubles.

RJ45 Ethernet - Impermeable per a ús exterior
Avantatges:
- Velocitat de transferència - 80 kbps;
- Temperatura de treball - +30 ~ +40 (Celsius);
- Resistència a la tracció - 200 N;
- Resistència a la compressió - 2000 N.
Defectes:
1r classificat: "TWIST 50 metres, interior, Cu (coure pur classe A), U/UTP, PVC, 4 parells, Cat.5e, 24AWG, interior"
Aquest parell trenat TWIST consta de 4 parells trenats amb diferents passos. Cada parell consta de dos fils de coure de 24 AWG, cada fil està aïllat amb aïllament de polietilè (HDPE). La carcassa exterior de PVC resistent en general és força suau, però el recobriment és molt durador.
Els conductors sòlids estan fets de coure elèctric sense oxigen amb un diàmetre de 0,48 mm, que proporciona una amplada de banda de 100 MHz i el cable que compleix els estàndards de telecomunicacions moderns. El límit d'ample de banda és superior al de CCA (alumini revestit de coure) ja que el senyal viatja per tot el nucli, no només pel circuit exterior de coure. Un cable de coure d'un sol nucli no té por de les corbes, és més resistent a les ruptures, en comparació amb l'alumini amb coure (CCA). El cost recomanat per a les cadenes minoristes és de 2500 rubles.

WIST 50 metres, interior, Cu (coure pur classe A), U/UTP, PVC, 4 parells, Cat.5e, 24AWG, interior
Avantatges:
- Velocitat de propagació del senyal relativa (NVP) - 68%;
- Connectors de qualitat inclosos
- Excel·lent aïllament.
Defectes:
Per a un camp de commutació complet (100 metres o més)
4t lloc: "Cabeus IE-4-SOLID F/UTP Cat5e 4X2X24AWG"
Aquesta mostra de quatre parells té la categoria 5e, està feta sobre la base de parells trenats i està dissenyada per al seu ús en xarxes Ethernet industrial, per a la transmissió de dades a velocitats de fins a 1 Gbit/s.El producte està fabricat amb un disseny F/UTP blindat i està destinat a col·locació fixa tant a l'interior com a l'exterior d'edificis. El diàmetre del conductor és de 0,50 mm (24 AWG). El blindatge està fet de paper d'alumini de polièster amb un conductor de drenatge. La funda exterior està feta de PVC resistent als raigs UV. La carcassa interior també està feta de PVC. A la funda exterior hi ha marques de metres de la longitud del cable. Es pot utilitzar en sistemes amb classe de protecció IP67, en entorns industrials agressius. El cost recomanat per a les cadenes minoristes és de 30.600 rubles.

Cabeus IE-4-SOLID F/UTP Cat5e 4X2X24AWG
Avantatges:
- protecció d'alta qualitat;
- Augment de la velocitat de transmissió;
- Possible traçat de carrer.
Defectes:
3r lloc: "Belden 8761.01305"
Es tracta d'un sol parell trenat, 22 AWG, conductors trenats de coure llaunat, aïllament del nucli de polietilè, blindatge general de paper d'alumini Beldfoil Z-Fold amb un plec de curtcircuit millorat (cobertura del 100%), cable de drenatge trenat inclòs, funda exterior de PVC. Àmbit: cita industrial. S'utilitza per implementar les funcions de control i monitorització, transmissió de senyals de baixa freqüència. Blindatge
Fabricat amb pel·lícula de polièster aluminitzat Beldfoil Z-Fold amb un plec curt millorat, una cobertura del 100%. El cost recomanat per a les cadenes minoristes és de 53.000 rubles.

Belden 8761.01305
Avantatges:
- Diàmetre del cable extern - 4,4 mm (nominal);
- Temperatura de funcionament: -20°C - +60°C;
- Màx. força de tracció: 120 N;
- Radi de flexió mínim: 44,0 mm.
Defectes:
2n lloc: "Belden 7929A 0101000"
El model s'utilitza en xarxes de vídeo digital Industrial Ethernet, Gigabit Ethernet, 100BaseTX, 100BaseVG ANYLAN, 155ATM, 622ATM, NTSC/PAL, AES/EBU, AES51, RS-422, RJ-45. S'utilitza en un entorn desfavorable i saturat de soroll. Funciona a freqüències de fins a 200 MHz. Apte per al seu ús en entorns agressius i exteriors (CMX-Outdoor). Apte per a la instal·lació en canals de cables (CMR). Compleix ISO/IEC 11801 Cat. 5e, ANSI/TIA/EIA 568B.2 cat. 5e, NEMA WC-63.1 cat. 5e, compleix amb NEC / (UL): CMR, CMX-Outdoor, UL 444. El preu de venda recomanat és de 112.700 rubles.

Belden 7929A 0101000
Avantatges:
- Certificació completa segons estàndards estrangers;
- Ampli àmbit d'ús;
- La taxa de transmissió del senyal informada és del 70% (nom.).
Defectes:
1r lloc: "Hyperline IUUTP4-C5E-S24/1-FRPVC-GY"
Aquest disseny del conductor és sòlid, AWG - 24, diàmetre del conductor en aïllament - 0,85 mm, desviació màxima del diàmetre del conductor en aïllament - 0,05 mm, l'aïllament del conductor és tefló FEP (etilè fluorat). La longitud d'una badia completa és de 500 metres. El cost recomanat per a les cadenes minoristes és de 181.000 rubles.

Hyperline IUUTP4-C5E-S24/1-FRPVC-GY
Avantatges:
- Des d'una badia és possible organitzar un camp de ple dret;
- Material aïllant resistent;
- Bona combinació de qualitat i preu.
Defectes:
Conclusió
El cablejat Ethernet industrial adequat és fonamental per mantenir accessible qualsevol equip de fabricació automatitzat.La fallada dels components de la xarxa i dels conductors és responsable de més del 70% de les fallades de la xarxa, mentre que el SO és responsable del 20% restant, i les aplicacions de producció de la resta. El cost d'aquests components és mínim en comparació amb els danys causats per fallades de la xarxa, on el cost del temps d'inactivitat es pot mesurar en milers de dòlars per minut.