Il principale problema insolubile quando si integra una rete Ethernet convenzionale per un settore industriale è che l'instradamento e la consegna di pacchetti di informazioni tramite il protocollo TCP/IP non possono fornire il livello di prestazioni desiderato su scala reale, essenziale per il funzionamento di molti sistemi automatizzati sistemi di controllo e di elaborazione, ad esempio, la stessa fabbrica. Le applicazioni industriali richiedono un protocollo di comunicazione diverso che utilizzi completamente i massimi livelli fisici Ethernet e possa supportare alcune comunicazioni tra più sensori, controller, meccanismi operativi e applicazioni.Questo è ciò per cui è stato progettato Industrial Ethernet, che richiedeva tipi speciali di cavi per mantenere la comunicazione.

Ethernet industriale - informazioni generali

Questo tipo di protocolli di trasferimento dati appartiene all'insieme principale di Ethernet, che sono "legati" ad apparecchiature convenzionali, ad es.il lavoro attraverso i livelli fisico e di collegamento, sia su rete che su protocolli Internet di trasporto, sono focalizzati su un livello applicativo appositamente sviluppato (uso di programmi speciali). L'intera rete è focalizzata sul mantenimento costante della correttezza della trasmissione/ricezione dei dati all'interno della rete, monitorandoli costantemente ed anche eccessivamente, soprattutto per quei punti dove è più necessario per la produzione di una particolare operazione.

Industrial Ethernet utilizza apparecchiature più affidabili e materiali di consumo per cavi dotati di connettori speciali che possono essere molto diversi da quelli usuali. In particolare, sono progettati per resistere a condizioni ambientali più severe, tipiche della maggior parte delle grandi imprese manifatturiere (un buon esempio è il funzionamento di una rete in una grande fonderia con temperature elevate). Di conseguenza, il tipo di fili in esame dovrebbe avere un livello di filtraggio, schermatura e messa a terra più potente, che lo aiuterà a far fronte allo sfondo elettromagnetico ambientale "sporco" (che significa sia interferenza che radiazione).

Differenze tra cavi Ethernet industriali e cavi per ufficio

In questa materia, ci sono diversi criteri relativi ai fili industriali:

  • Non necessitano di una ventilazione particolare e di un raffreddamento particolare, quindi possono essere posati in ambienti angusti e dove l'aria può essere molto polverosa;
  • La loro affidabilità di installazione è molto elevata, il che significa che tutte le sezioni dei cavi sono fissate su guide DIN, e questo velocizza e facilita l'installazione;
  • Alimentazione a bassa tensione - i cavi in ​​questione non richiedono un numero elevato di Volt, ma sono sempre provvisti di alimentatori di backup;
  • Hanno ridondanza tecnica, ad es. qualsiasi sito può essere sostituito e corretto nel più breve tempo possibile, oppure le sue funzioni possono essere trasferite ad altro sito;
  • Rigidità dei requisiti normativi - i progetti industriali devono essere rigorosamente conformi agli standard internazionali (resistenza alle vibrazioni, compatibilità elettromagnetica, adeguato grado di protezione dall'umidità);
  • Vita di servizio estesa;
  • L'obbligo di avere un servizio di supporto tecnico presso l'impresa, operativo 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

Da ciò è chiaro che i campi di commutazione della casa o dell'ufficio locali possono discostarsi dai criteri specificati, poiché. il loro cablaggio non viene utilizzato in condizioni estremamente difficili ed è improbabile che l'arresto del loro funzionamento interrompa qualsiasi processo produttivo critico.

Requisiti per cavi industriali e loro parametri tecnici obbligatori

La cosa principale per il tipo di materiale di consumo in esame sono le sue prestazioni e affidabilità. La performance sarà composta da:

  1. Tempo di risposta - il tempo impiegato dal dispositivo slave per rispondere a una richiesta da quello di controllo;
  2. La larghezza di banda è la quantità di dati che possono essere trasferiti in una determinata unità di tempo. Qui molto dipenderà non solo dal cavo, ma anche dal ricetrasmettitore.

I requisiti di affidabilità includono:

  1. Il valore oggettivo della possibilità di fornire informazioni senza perdite;
  2. Fattore di prontezza di dispositivi per la ricezione e la trasmissione;
  3. La sicurezza complessiva del trasferimento e la tolleranza ai guasti del sistema nel suo insieme.

Immunità al rumore

Come per i cavi per ufficio, anche per quelli industriali è importante il livello di protezione contro gli effetti negativi delle aree limitrofe ad alta attività elettromagnetica.Ad esempio, il campo può essere posato direttamente sul sito in cui viene eseguita la saldatura ad arco, i cui dispositivi distorcono fortemente lo sfondo. Lo stesso vale per i relè di commutazione e altre sorgenti CA. Di solito, in tali aree, la sezione di rete potrebbe anche non aver bisogno di una protezione F/UTP generale, ma S/FTP individuale.

Schermatura obbligatoria

Il cablaggio industriale differisce dal cablaggio convenzionale in particolari requisiti per la temperatura di esercizio nominale e il materiale della guaina. Per i materiali di consumo in esame, quest'ultimo è normalmente realizzato in cloruro di polivinile, perché non troppo costoso in termini di produzione. Tuttavia, per le imprese specializzate, potrebbe essere necessario un guscio molto più durevole. Questi includono etilene polipropilene fluorurato (FEP) o elastomero termoplastico (TPE). Tale protezione è in grado di resistere a temperature estremamente estreme da -50 a +125 gradi Celsius, mentre il classico PVC viene mantenuto ad un livello da zero gradi a +75. Inoltre, gli involucri in FEP e TPE sono più flessibili, resistenti ai raggi ultravioletti diretti, possono essere collocati in acqua di mare, sostanze oleose liquide pesanti. Inoltre, il poliuretano è un materiale del guscio popolare, ovviamente non può funzionare in intervalli di temperatura così ampi come TPE e FEP, ma ha una migliore resistenza alla trazione, una maggiore resistenza chimica e può resistere con successo all'abrasione. Da ciò possiamo concludere che il poliuretano è meccanicamente più resistente e la pratica dimostra che è molto difficile romperlo/tagliarlo. Possono attrezzare perfettamente le anime centrali tramite stampaggio. Da menzionare anche il poliuretano termoplastico e il polietilene clorurato.Sono i più durevoli e costosi, ma lontani dai più rispettosi dell'ambiente (sono ampiamente utilizzati nelle industrie pericolose).

Flessibilità ed elasticità

Il cavo Ethernet industriale a doppino intrecciato è disponibile anche a trefoli o unipolare. I cavi intrecciati vengono utilizzati nella produzione su larga scala esattamente allo stesso modo delle loro controparti negli uffici - per i cavi patch, grazie alla loro speciale flessibilità. L'unica differenza è che non si limitano solo alla funzione di comunicazione, poiché ci sono molte situazioni in produzione in cui il filo è in continuo movimento e può essere soggetto a torsioni/allungamenti (ad esempio parti mobili di robot trasportatori).

Anelli di terra

Quando un cavo Ethernet industriale entra in contatto con qualsiasi cavo di alimentazione, i cavi portanti la corrente paralleli e il cavo Ethernet devono essere separati: devono esserci almeno 20-30 centimetri di spazio libero tra di loro. Maggiore è questa separazione, più stabile sarà il trasferimento dei dati. Se la linea viene tracciata all'interno di un tubo di metallo, ciascuna sezione di tale copertura protettiva deve essere saldamente collegata alla successiva, creando l'effetto di una catena infrangibile. Se devi posare i cavi all'interno dei pannelli di distribuzione, la distanza minima dagli elementi conduttivi dovrebbe essere di almeno 3 centimetri. In questo caso, dovrebbero essere evitate curve forti.

Hub e interruttori

Gli hub di distribuzione standard non vengono utilizzati in Industrial Ethernet, poiché fungeranno solo da ripetitori su più porte. È meglio utilizzare speciali interruttori gestiti sulla linea.Sono accettabili anche switch non gestiti nel campo della commutazione industriale, ma sono preferibili i primi, anche se più costosi.

Industrial Ethernet ha tre tipi di traffico:

  1. Trasferimento da un punto a tutti i dispositivi;
  2. Trasferimento da un punto a più punti;
  3. Trasferimento di sola andata da un punto all'altro.

In genere, un cavo aziendale standard può raggiungere facilmente 100 trasmissioni al secondo. Tuttavia, in qualsiasi campo ci sarà una certa quantità di trasferimento (informazioni trasmesse) che non svolge direttamente alcuna funzione gestionale/produttiva, ad esempio la stampante segnala periodicamente il proprio stato al centro di controllo (in parole povere, la stampante a volte deve segnalare al computer host che è pronto per lavorare o non può funzionare). In questo modo, fornire alla rete via cavo switch gestiti consentirà di assegnare la priorità ai segnali in base alla loro importanza e di prestare maggiore attenzione ai team di produzione pratici.

Il cavo giusto = la giusta protezione del nucleo

Ancora oggi, la maggior parte degli ingegneri di rete nelle grandi imprese utilizza, per così dire, opzioni creative, ma non sempre efficaci per la posa di cavi Industrial Ethernet. Un vivido esempio può essere (già un discorso della lingua) il metodo per attaccare i cavi alle tubature dell'acqua con del nastro isolante nero o del nastro adesivo. Tuttavia, un tale metodo, in caso di una situazione di guasto, può aumentare significativamente il costo delle riparazioni e contribuire al ripristino del trasferimento di informazioni ad alta velocità tutt'altro che rapido.

L'installazione del cavo, così come il cavo stesso, deve rispettare le future condizioni operative e le loro specifiche.Ad esempio, è improbabile che un cavo progettato per l'uso nelle officine metallurgiche fusorie, sull'assemblaggio di nastri trasportatori automatici di automobili, sia adatto per il lavoro in una cella frigorifera. Tutte le informazioni necessarie sul materiale di consumo possono essere ricavate dalla documentazione di accompagnamento, la quale, per i requisiti di conformità al livello di certificazione internazionale, contiene un massimo di dati relativi alle caratteristiche di installazione e utilizzo. Fornendo correttamente alla rete industriale il giusto tipo di cavi, è possibile ridurre qualitativamente i tempi di fermo macchina, nonché i costi di riparazione.

Le trasmissioni di rete industriale richiedono cavi industriali

È tipico di un ufficio tipico che la propria rete Ethernet sia installata in un ambiente relativamente silenzioso e pulito, dove i cavi possono essere facilmente nascosti dietro le pareti, sotto i pavimenti o nei soffitti. Per l'apparecchiatura di rete stessa, attiva o passiva, è sufficiente trovare semplicemente una zona sicura.

Nel settore industriale, la situazione è completamente diversa. Tutti i cavi, connettori, ecc. tali elementi, infatti, sono parte inscindibile del complessivo sistema di controllo automatizzato e si trovano permanentemente in condizioni ambientali difficili. I semplici cavi Ethernet, anche quelli più costosi, semplicemente non possono sopravvivere a lungo in un ambiente del genere. Di conseguenza, l'industria richiede una certa forza dell'intero campo di commutazione. Da ciò risulta chiaro che le soluzioni per ufficio non sono adatte a scopi industriali.I materiali di consumo utilizzati devono essere idonei al funzionamento in condizioni di forte attrito, tenere conto della possibilità di contatto diretto con carburanti e lubrificanti, rispondere con calma ad elevate radiazioni elettromagnetiche, essere in grado di lavorare in condizioni di temperature molto alte o molto basse, resistere con successo fluttuazioni di tensione, vibrazioni e carichi meccanici.

Scegliere il giusto cavo Ethernet per un particolare settore industriale

Prima di acquistare, è necessario completare diversi passaggi di base:

  • Definizione dello scenario - è necessario stabilire in quale ambiente e in quale ambiente verrà utilizzato il materiale di consumo;

  • Scelta della guaina del filo giusta - Una guaina ben scelta aiuterà a garantire le migliori prestazioni e sicurezza della rete;

  • Tenendo conto della differenza tra cavi schermati e non schermati: il primo è necessario per aree con un maggiore grado di potenziale di interferenza e il secondo è adatto per altre aree. Nel primo è sempre presente un foglio e una treccia rinforzata, che proteggerà qualitativamente il pacchetto di dati trasmesso, prevenendo possibili perdite lungo il percorso.
  • Selezione del tipo di conduttore: qui dovresti scegliere a favore delle opzioni a trefoli o a nucleo solido. Quest'ultimo è adatto per installazione fissa, ad es. per una semplice commutazione, non dovrebbe essere utilizzato su meccanismi in movimento. Il punto successivo è la scelta tra l'esecuzione solida (guaine attaccate l'una all'altra) e il doppino. È preferibile utilizzare campioni solidi per lavori industriali complessi, poiché le sezioni di isolamento collegate lungo la lunghezza non consentiranno la formazione di spazi vuoti tra conduttori accoppiati.Se si forma un tale divario, verrà creata una differenza di resistenza, che porterà a un'interruzione della rete e all'impossibilità della trasmissione dei dati.

Classifica dei migliori cavi Ethernet industriali per il 2025

Per aree fino a 50 metri

4° posto: "TWIST 35m, outdoor, CCA, PE, UTP, 4pair, Cat.5e, 24AWG, outdoor, black, 35m"

Progettato per reti UTP 4 con una lunghezza di 35 metri, utilizzato per costruire LAN industriali cablate. Il campione nero viene utilizzato per la posa all'esterno dell'edificio, atto a trasmettere comandi ad apparecchiature di produzione automatizzate da un dispositivo di controllo. La velocità di trasferimento non supera i 100 Mb/sec. Il prodotto è costituito da alluminio ramato, garantito per fornire la velocità specificata senza prelievi. Conforme agli standard ANSI\TIA\EIA-568-B. Il kit viene fornito con un set di connettori RJ-45 con cappucci, che consente di realizzare segmenti a doppino intrecciato della lunghezza desiderata sotto forma di cavi di connessione. Il doppino intrecciato funziona e viene conservato all'interno e all'esterno nell'intervallo di temperatura da -40 a +75 °C. Il costo consigliato per le catene di vendita al dettaglio è di 878 rubli.

TWIST 35 metri, esterno, CCA, PE, UTP, 4 coppie, Cat.5e, 24AWG, esterno, nero, 35 m
vantaggi:
  • All'interno c'è un filo di kapron;
  • qualità sufficiente;
  • Installazione facilitata.
Screpolatura:
  • Non rilevata.

3° classificato: "Twisted pair UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 metri 001-112012/50"

Si tratta di un campione a 4 coppie, realizzato in filo di rame, classificato nella categoria migliorata 5E. Ogni nucleo è isolato con uno strato dielettrico: polietilene ad alta densità con una differenza di colore.Questo prodotto viene utilizzato nell'installazione di piccole reti in produzione. Viene utilizzato principalmente in ambienti in cui l'impatto delle radiazioni elettromagnetiche di terze parti sarà minimo. La designazione del cavo UTP è costituita dal tipo, indicazione della categoria e struttura del nucleo, dal numero di coppie e dal diametro del nucleo conduttivo in mm. Se il cavo ha conduttori secondo lo standard americano dei diametri, al posto del diametro viene spesso indicato il numero AWG, dove il numero 24 corrisponde a un diametro del nucleo di circa 0,51 mm. La guaina più tipica è quella dei cavi orizzontali ed è un tubo di plastica in PVC grigio con aggiunta di gesso per una migliore rottura durante il taglio. Il costo consigliato per le catene di vendita al dettaglio è di 2200 rubli.

Doppino twistato UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 metri 001-112012/50
vantaggi:
  • Schermatura in lamina;
  • Buona qualità di trasmissione dei dati;
  • Prezzo adeguato.
Screpolatura:
  • Base un po' fragile.

2° Posto: "RJ45 Ethernet - Outdoor Waterproof"

Il nucleo di questo prodotto è realizzato in materiale PVC ad alta resistenza, resistente alla piegatura e all'usura, consigliato per la trasmissione ad alta velocità in ambienti difficili. C'è un'immunità super-rumore, che garantisce la trasmissione del segnale ad alta velocità. Utilizzando materiale in PVC molto morbido e resistente al calore, il numero di curve possibili può raggiungere oltre 30 milioni di volte. Il campione stesso è impermeabile, resistente all'olio, resistente al calore (+80 gradi Celsius), resistente ai raggi UV, ignifugo. Il costo consigliato per le catene di vendita al dettaglio è di 2260 rubli.

RJ45 Ethernet - Impermeabile per uso esterno
vantaggi:
  • Velocità di trasferimento - 80 kbps;
  • Temperatura di lavoro — +30 ~ +40 (Celsius);
  • Resistenza alla trazione - 200 N;
  • Resistenza alla compressione - 2000 N.
Screpolatura:
  • Non rilevata.

1° classificato: "TWIST 50 metri, indoor, Cu (rame puro classe A), U/UTP, PVC, 4 coppie, Cat.5e, 24AWG, indoor"

Questo doppino TWIST è composto da 4 doppini intrecciati con passi diversi. Ogni coppia è composta da due trefoli di rame 24 AWG, ogni trefolo è isolato con isolamento in polietilene (HDPE). Il guscio esterno in PVC complessivamente resistente è abbastanza morbido, ma il rivestimento è altamente resistente.
I conduttori solidi sono realizzati in rame elettrico privo di ossigeno con un diametro di 0,48 mm, che fornisce una larghezza di banda di 100 MHz e la conformità del cavo ai moderni standard di telecomunicazione. Il limite di larghezza di banda è superiore a quello di CCA (Copper Clad Aluminium) poiché il segnale viaggia attraverso il core, non solo il circuito rivestito di rame esterno. Un cavo unipolare in rame non teme le pieghe, è più resistente alle rotture, rispetto all'alluminio ramato (CCA). Il costo consigliato per le catene di vendita al dettaglio è di 2500 rubli.

WIST 50 metri, indoor, Cu (rame puro classe A), U/UTP, PVC, 4 coppie, Cat.5e, 24AWG, indoor
vantaggi:
  • Velocità di propagazione del segnale relativa (NVP) - 68%;
  • Connettori di qualità inclusi
  • Ottimo isolamento.
Screpolatura:
  • Non rilevata.

Per un campo di commutazione completo (100 metri o più)

4° posto: "Cabeus IE-4-SOLID F/UTP Cat5e 4X2X24AWG"

Tale campione a quattro coppie ha categoria 5e, è realizzato sulla base del doppino intrecciato ed è progettato per l'uso in reti Industrial Ethernet, per la trasmissione di dati a velocità fino a 1 Gbit / s.Il prodotto è realizzato in un design F/UTP schermato ed è destinato alla posa fissa sia all'interno che all'esterno degli edifici. Il diametro del conduttore è 0,50 mm (24 AWG). La schermatura è realizzata in foglio di alluminio poliestere con un conduttore di drenaggio. La guaina esterna è realizzata in PVC resistente ai raggi UV. Anche la calotta interna è realizzata in PVC. Sulla guaina esterna sono presenti segni di metri della lunghezza del cavo. Può essere utilizzato in impianti con classe di protezione IP67, in ambienti industriali aggressivi. Il costo consigliato per le catene di vendita al dettaglio è di 30.600 rubli.

Cabeus IE-4-SOLID F/UTP Cat5e 4X2X24AWG
vantaggi:
  • Protezione di alta qualità;
  • Aumento della velocità di trasmissione;
  • Possibile posa su strada.
Screpolatura:
  • Non rilevata.

3° posto: "Belden 8761.01305"

Si tratta di un singolo doppino intrecciato, 22 AWG, conduttori intrecciati in rame stagnato, isolamento del nucleo in polietilene, schermatura complessiva in lamina di alluminio Beldfoil Z-Fold con piega di cortocircuito migliorata (copertura del 100%), cavo di drenaggio intrecciato incluso, guaina esterna in PVC. Ambito: appuntamento industriale. Viene utilizzato per implementare le funzioni di controllo e monitoraggio, trasmissione di segnali a bassa frequenza. Schermatura
Realizzato con pellicola in poliestere alluminizzato Beldfoil Z-Fold con piega corta migliorata, copertura del 100%. Il costo consigliato per le catene di vendita al dettaglio è di 53.000 rubli.

Belden 8761.01305
vantaggi:
  • Diametro esterno del cavo - 4,4 mm (nominale);
  • Temperatura di esercizio: -20°C - +60°C;
  • Massimo forza di trazione: 120 N;
  • Raggio minimo di curvatura: 44,0 mm.
Screpolatura:
  • Non rilevata.

2° posto: "Belden 7929A 0101000"

Il modello è utilizzato nelle reti Industrial Ethernet, Gigabit Ethernet, 100BaseTX, 100BaseVG ANYLAN, 155ATM, 622ATM, NTSC/PAL, video digitale AES/EBU, AES51, RS-422, RJ-45. Viene utilizzato in un ambiente sfavorevole e saturo di rumore. Funziona a frequenze fino a 200 MHz. Adatto per l'uso in ambienti aggressivi e all'aperto (CMX-Outdoor). Adatto per installazione in montanti e canaline portacavi (CMR). Soddisfa ISO/IEC 11801 Cat. 5e, ANSI/TIA/VIA 568B.2 cat. 5e, NEMA WC-63.1 cat. 5e, conforme a NEC / (UL): CMR, CMX-Outdoor, UL 444. Il prezzo al dettaglio consigliato è di 112.700 rubli.

Belden 7929A 0101000
vantaggi:
  • Certificazione completa secondo standard esteri;
  • Ampio ambito di utilizzo;
  • La velocità di trasmissione del segnale riportata è del 70% (nom.).
Screpolatura:
  • Un po' troppo caro.

1° posto: "Hyperline IUTP4-C5E-S24/1-FRPVC-GY"

Questo design del conduttore è solido, AWG - 24, diametro del conduttore nell'isolamento - 0,85 mm, deviazione massima nel diametro del conduttore nell'isolamento - 0,05 mm, l'isolamento del conduttore è in teflon FEP (etilene propilene fluorurato). La lunghezza di una baia completa è di 500 metri. Il costo consigliato per le catene di vendita al dettaglio è di 181.000 rubli.

Hyperline IUUTP4-C5E-S24/1-FRPVC-GY
vantaggi:
  • Da una baia è possibile organizzare un campo a tutti gli effetti;
  • Materiale isolante per impieghi gravosi;
  • Buona combinazione di qualità e prezzo.
Screpolatura:
  • Non rilevata.

Conclusione

Un corretto cablaggio Ethernet industriale è fondamentale per mantenere accessibile qualsiasi apparecchiatura di produzione automatizzata.Il guasto dei componenti di rete e dei conduttori è responsabile di oltre il 70% dei guasti della rete, mentre il sistema operativo è responsabile del restante 20% e le applicazioni di produzione per il resto. Il costo di questi componenti è minimo rispetto ai danni causati dai guasti della rete, dove il costo dei tempi di inattività può essere misurato in migliaia di dollari al minuto.

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