Principala problemă insolubilă la integrarea unei rețele Ethernet convenționale pentru un domeniu industrial este că rutarea și livrarea pachetelor de informații prin protocolul TCP/IP nu poate oferi nivelul dorit de performanță la scară reală, ceea ce este esențial pentru funcționarea multor sisteme automatizate. sisteme de control și procesare, de exemplu, aceeași fabrică. Aplicațiile industriale necesită un protocol de comunicații diferit care utilizează pe deplin straturile fizice Ethernet maxime și poate suporta o anumită comunicare între mai mulți senzori, controlere, mecanisme de operare și aplicații.Pentru asta a fost proiectat Industrial Ethernet, care necesita tipuri speciale de cabluri pentru a menține comunicarea.

Conţinut
- 1 Ethernet industrial - informații generale
- 2 Diferențele dintre cablurile Ethernet industriale și cablurile de birou
- 3 Cerințe pentru cablurile industriale și parametrii tehnici obligatorii ai acestora
- 4 Cablul potrivit = protecția miezului potrivită
- 5 Transmisiile de rețea industrială necesită cabluri industriale
- 6 Alegerea cablului Ethernet potrivit pentru un anumit domeniu industrial
- 7 Clasamentul celor mai bune cabluri Ethernet industriale pentru 2025
- 7.1 Pentru zone de până la 50 de metri
- 7.1.1
Locul 4: "TWIST 35m, exterior, CCA, PE, UTP, 4 perechi, Cat.5e, 24AWG, exterior, negru, 35m"
- 7.1.2
Locul 3: "Twisted pair UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 metri 001-112012/50"
- 7.1.3
Locul 2: „RJ45 Ethernet – Rezistent la apă în aer liber”
- 7.1.4
Locul 1: "TWIST 50 metri, interior, Cu (cupru pur clasa A), U/UTP, PVC, 4 perechi, Cat.5e, 24AWG, interior"
- 7.2 Pentru un câmp de comutare complet (100 de metri sau mai mult)
- 8 Concluzie
Ethernet industrial - informații generale
Acest tip de protocoale de transfer de date aparține setului principal de Ethernet, care sunt „legate” de echipamente convenționale, adicălucrul prin straturile fizice și de legătură, atât prin protocoale de rețea, cât și prin internet de transport, sunt concentrate pe un nivel de aplicație special dezvoltat (utilizarea programelor speciale). Întreaga rețea este axată pe menținerea în permanență a corectitudinii transmisiei/primirii datelor în cadrul rețelei, prin monitorizarea constantă și chiar excesivă a acestora, mai ales pentru acele puncte în care este mai necesar pentru producerea unei anumite operațiuni.
Industrial Ethernet folosește echipamente mai fiabile și consumabile de cablu care au conectori speciali care pot fi foarte diferiți de cei obișnuiți. În special, ele sunt proiectate să reziste la condiții de mediu mai severe, ceea ce este tipic pentru majoritatea întreprinderilor mari de producție (un exemplu bun este funcționarea unei rețele într-o topitorie mare cu temperaturi ridicate). În consecință, tipul de fire luate în considerare ar trebui să aibă un nivel mai puternic de filtrare, ecranare, împământare, care îl va ajuta să facă față fundalului electromagnetic ambiental „murdar” (adică atât interferențe, cât și radiații).
Diferențele dintre cablurile Ethernet industriale și cablurile de birou
În această chestiune, există mai multe criterii legate de firele industriale:
- Nu necesită ventilație specială și răcire specială, astfel încât pot fi așezate în condiții înghesuite și unde aerul poate fi foarte praf;
- Fiabilitatea lor de instalare este foarte mare, ceea ce înseamnă că toate secțiunile de sârmă sunt fixate pe șine DIN, iar acest lucru accelerează instalarea și o ușurează;
- Alimentare de joasă tensiune - cablurile în cauză nu necesită un număr mare de Volți, dar sunt întotdeauna prevăzute cu surse de rezervă;
- Au redundanță tehnică, adică. orice site poate fi înlocuit și corectat cât mai curând posibil, sau funcțiile sale pot fi transferate pe alt site;
- Rigiditatea cerințelor de reglementare - desenele industriale trebuie să respecte cu strictețe standardele internaționale (rezistență la vibrații, compatibilitate electromagnetică, grad adecvat de protecție împotriva umezelii);
- Durată de viață extinsă;
- Obligatia de a avea un serviciu de suport tehnic la intreprindere, care functioneaza 24/7.
Din aceasta, este clar că câmpurile locale de comutare la domiciliu sau la birou se pot abate de la criteriile specificate, deoarece. cablajul lor nu este operat în condiții extrem de dificile, iar oprirea funcționării lor este puțin probabil să oprească orice proces de producție critic.
Cerințe pentru cablurile industriale și parametrii tehnici obligatorii ai acestora
Principalul lucru pentru tipul de consumabil luat în considerare este performanța și fiabilitatea acestuia. Performanța va fi formată din:
- Perioada de răspuns - perioada de timp pe care dispozitivul slave îl ia pentru a răspunde la o solicitare din partea celui care controlează;
- Lățimea de bandă este cantitatea de date care poate fi transferată într-o anumită unitate de timp. Aici, multe vor depinde nu numai de cablu, ci și de transceiver.
Cerințele de fiabilitate includ:
- Valoarea obiectivă a șansei de a furniza informații fără pierderi;
- Factorul de pregătire al dispozitivelor pentru recepție și transmitere;
- Securitatea generală a transferului și toleranța la erori a sistemului în ansamblu.
Imunitate la zgomot
În ceea ce privește cablurile de birou, nivelul de protecție împotriva efectelor negative ale zonelor din apropiere cu activitate electromagnetică mare este important și pentru cablurile industriale.De exemplu, câmpul poate fi așezat direct pe locul unde se efectuează sudarea cu arc, ale cărui dispozitive distorsionează puternic fundalul. Același lucru este valabil și pentru comutarea releelor și a altor surse de curent alternativ. De obicei, în astfel de zone, secțiunea de rețea poate chiar să nu aibă nevoie de protecție generală F / UTP, ci S / FTP individual.
Ecranarea obligatorie
Cablajul industrial diferă de cablurile convenționale, în ceea ce privește cerințele speciale pentru temperatura nominală de funcționare și materialul învelișului. Pentru consumabilele luate în considerare, acesta din urmă este fabricat standard din clorură de polivinil, deoarece nu este prea scump din punct de vedere al producției. Cu toate acestea, pentru întreprinderile specializate, poate fi necesară o carcasă mult mai durabilă. Acestea includ etilenă fluorurata polipropilenă (FEP) sau elastomer termoplastic (TPE). O astfel de protecție este capabilă să reziste la temperaturi extrem de extreme de la -50 la +125 grade Celsius, în timp ce PVC-ul clasic este menținut la un nivel de la zero grade la +75. În plus, carcasele FEP și TPE sunt mai flexibile, rezistente la radiațiile ultraviolete directe, pot fi plasate în apă de mare, substanțe uleioase lichide grele. De asemenea, poliuretanul este un material de înveliș popular, desigur, nu poate funcționa în intervale de temperatură atât de largi precum TPE și FEP, dar are o rezistență la tracțiune îmbunătățită, o rezistență chimică mai mare și poate rezista cu succes la abraziune. Din aceasta putem concluziona că poliuretanul este mecanic mai puternic și practica arată că este foarte greu să-l rupi/tăi. Pot echipa perfect miezurile centrale prin ștanțare. De asemenea, trebuie menționat poliuretanul termoplastic și polietilena clorurată.Sunt cele mai durabile și scumpe, dar departe de a fi cele mai prietenoase cu mediul (sunt utilizate pe scară largă în industriile periculoase).
Flexibilitate și elasticitate
Cablul Ethernet industrial cu perechi răsucite este, de asemenea, disponibil ca țesut sau cu un singur conductor. Cablurile spiralate sunt folosite în producția pe scară largă exact în același mod ca și omologii lor din birouri - pentru cabluri de corelare, ceea ce se datorează flexibilității lor speciale. Singura diferență este că acestea nu se limitează doar la funcția de comunicare, deoarece există multe situații în producție în care firul este în continuă mișcare și poate fi supus la răsucire/întindere (de exemplu, părți mobile ale roboților transportoare).
Bucle de pământ
Când un fir Ethernet industrial intră în contact cu orice cablu de alimentare, cablurile paralele care transportă curent și cablul Ethernet trebuie separate - trebuie să existe cel puțin 20 până la 30 de centimetri de spațiu liber între ele. Cu cât această separare este mai mare, cu atât transferul de date va fi mai stabil. Dacă linia este trasă în interiorul unui tub metalic, atunci fiecare secțiune a unui astfel de capac de protecție trebuie să fie ferm conectată la următoarea, creând efectul unui lanț care nu poate fi spart. Dacă trebuie să așezați fire în interiorul panourilor de distribuție, atunci distanța minimă de la elementele conductoare trebuie să fie de cel puțin 3 centimetri. În acest caz, îndoirile puternice trebuie evitate.
Hub-uri și comutatoare
Hub-urile de distribuție standard nu sunt utilizate în Ethernet industrial, deoarece nu vor acționa decât ca niște repetoare pe mai multe porturi. Este mai bine să utilizați comutatoare speciale gestionate pe linie.Întrerupătoarele neadministrate în domeniul comutării industriale sunt și ele acceptabile, dar primele sunt de preferat, deși sunt mai scumpe.
Ethernet industrial are trei tipuri de trafic:
- Transfer de la un punct la toate dispozitivele;
- Transfer de la un punct la mai multe;
- Transfer într-un singur sens de la un punct la altul.
De obicei, un cablu standard de întreprindere poate ajunge cu ușurință la 100 de transmisii pe secundă. Cu toate acestea, în orice domeniu va exista o anumită cantitate de transfer (informații transmise) care nu îndeplinește în mod direct nicio funcție managerială/de producție, de exemplu, imprimanta își raportează periodic starea la centrul de control (în linii mari, imprimanta trebuie să raporteze uneori la computerul gazdă că este gata să lucreze sau nu poate lucra). În acest fel, alimentarea rețelei de cablu cu switch-uri gestionate va permite ca semnalele să fie prioritizate în funcție de importanța lor și să acorde mai multă atenție echipelor practice de producție.
Cablul potrivit = protecția miezului potrivită
Chiar și astăzi, majoritatea inginerilor de rețea din întreprinderile mari folosesc, ca să spunem așa, opțiuni creative, dar nu întotdeauna eficiente pentru așezarea cablurilor Industrial Ethernet. Un exemplu viu poate fi (deja se vorbește despre limbă) metoda de atașare a firelor la conductele de apă cu bandă electrică neagră sau bandă adezivă. Cu toate acestea, o astfel de metodă, în cazul unei situații de defecțiune, poate crește semnificativ costul reparațiilor și poate contribui la restabilirea transferului de informații de mare viteză departe de a fi rapid.
Instalarea cablului, la fel ca și cablul în sine, trebuie să respecte condițiile viitoare de funcționare și specificul acestora.De exemplu, este puțin probabil ca un cablu conceput pentru a fi utilizat în atelierele metalurgice de topire, pe ansamblul transportor automat al mașinilor, este puțin probabil să fie potrivit pentru lucrul într-un depozit frigorific. Toate informațiile necesare despre consumabil pot fi adunate din documentația de însoțire, care, datorită cerințelor de conformitate cu nivelul de certificare internațională, are un maximum de date privind caracteristicile de instalare și utilizare. Furnizarea corectă a rețelei industriale cu tipul potrivit de cabluri, puteți reduce calitativ timpul de nefuncționare, precum și costurile de reparație.
Transmisiile de rețea industrială necesită cabluri industriale
Este tipic pentru un birou tipic ca rețeaua lor Ethernet să fie instalată într-un mediu relativ liniștit și curat, unde firele pot fi ascunse cu ușurință în spatele pereților, sub podele sau în tavan. Pentru echipamentul de rețea în sine, fie că este activ sau pasiv, este suficient să găsiți pur și simplu o zonă sigură.
În sectorul industrial, situația este complet diferită. Toate firele, conectorii etc. astfel de elemente, de fapt, sunt o parte inseparabilă a întregului sistem de control automatizat și se află în permanență în condiții de mediu dificile. Firele Ethernet simple, chiar și cea mai scumpă calitate, pur și simplu nu pot supraviețui mult timp într-un astfel de mediu. În consecință, industria necesită o anumită putere a întregului câmp de comutare. Din aceasta rezultă clar că soluțiile de birou nu sunt potrivite pentru scopuri industriale.Consumabilele utilizate trebuie să fie adecvate pentru funcționarea în condiții de frecare intensă, să țină cont de posibilitatea contactului direct cu combustibilii și lubrifianții, să răspundă calm la radiații electromagnetice mari, să poată lucra în condiții de temperaturi foarte ridicate sau foarte scăzute, să reziste cu succes fluctuațiile de tensiune, precum și vibrațiile și sarcinile mecanice.
Alegerea cablului Ethernet potrivit pentru un anumit domeniu industrial
Înainte de a cumpăra, trebuie să parcurgeți câțiva pași de bază:
- Definirea scenariului - este necesar să se stabilească în ce mediu și în ce mediu consumabilul va fi utilizat;

- Alegerea mantalei de sârmă potrivite - O manta bine aleasă va ajuta la asigurarea celei mai bune performanțe și securitate a rețelei;

- Luând în considerare diferența dintre cablurile ecranate și neecranate - primul este necesar pentru zonele care au un grad crescut de potențial de interferență, iar cel de-al doilea este potrivit pentru alte zone. În primul, există întotdeauna folie și o împletitură întărită, care va proteja calitativ pachetul de date transmis, prevenind eventualele pierderi pe parcurs.
- Selectarea tipului de conductor - aici ar trebui să faceți o alegere în favoarea opțiunilor cu șuvițe sau cu miez solid. Acesta din urmă este potrivit pentru instalare fixă, adică. pentru comutare simplă, nu trebuie utilizat pe mecanismele de mișcare. Următorul punct este alegerea între execuție solidă (teci atașate una de alta) și pereche răsucită. Eșantioanele solide sunt de preferat să fie utilizate pentru lucrări industriale complexe, deoarece secțiunile de izolație conectate pe lungime nu vor permite formarea de goluri între conductorii perechi.Dacă se formează un astfel de gol, atunci se va crea o diferență de rezistență, ceea ce va duce la o întrerupere a rețelei și la imposibilitatea transmiterii datelor.
Clasamentul celor mai bune cabluri Ethernet industriale pentru 2025
Pentru zone de până la 50 de metri
Locul 4: "TWIST 35m, exterior, CCA, PE, UTP, 4 perechi, Cat.5e, 24AWG, exterior, negru, 35m"
Proiectat pentru rețele UTP 4 cu o lungime de 35 de metri, folosit pentru a construi rețele LAN industriale cu fir. Proba neagră este utilizată pentru așezarea în afara clădirii, potrivită pentru transmiterea comenzilor către echipamentele de producție automate de la un dispozitiv de control. Viteza de transfer nu depășește 100 Mb/sec. Produsul este format din aluminiu placat cu cupru, garantat pentru a oferi viteza specificată fără trageri. Conform standardelor ANSI\TIA\EIA-568-B. Setul vine cu un set de conectori RJ-45 cu capace, care vă permite să realizați segmente de perechi răsucite de lungimea dorită sub formă de cordonuri de corecție. Perechea răsucită funcționează și este depozitată în interior și în aer liber la o temperatură cuprinsă între -40 și +75 °C. Costul recomandat pentru lanțurile de vânzare cu amănuntul este de 878 de ruble.

TWIST 35 metri, exterior, CCA, PE, UTP, 4 perechi, Cat.5e, 24AWG, exterior, negru, 35 m
Avantaje:
- În interior este un fir de capron;
- Calitate suficientă;
- Instalare facilitată.
Defecte:
Locul 3: "Twisted pair UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 metri 001-112012/50"
Acesta este un eșantion de 4 perechi, realizat din sârmă de cupru, clasificat în categoria îmbunătățită 5E. Fiecare miez este izolat cu un strat dielectric - polietilenă de înaltă densitate cu o diferență de culoare.Acest produs este utilizat la instalarea rețelelor mici în producție. Este utilizat în principal în încăperile în care impactul radiațiilor electromagnetice terță parte va fi minim. Denumirea cablului UTP constă în tipul, indicarea categoriei și structurii miezului, numărul de perechi și diametrul miezului conductor în mm. Dacă cablul are conductori conform standardului american de diametre, atunci numărul AWG este adesea indicat în locul diametrului, unde numărul 24 corespunde unui diametru al miezului de aproximativ 0,51 mm. Cea mai tipică manta este tipică pentru cablurile orizontale și este un tub de plastic din PVC gri cu cretă adăugată pentru o mai bună rupere în timpul tăierii. Costul recomandat pentru lanțurile de vânzare cu amănuntul este de 2200 de ruble.

Pereche torsadata UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 metri 001-112012/50
Avantaje:
- Folie de ecranare;
- Calitate bună a transmisiei datelor;
- Pret adecvat.
Defecte:
Locul 2: „RJ45 Ethernet – Rezistent la apă în aer liber”
Miezul acestui produs este realizat din material PVC de înaltă rezistență, rezistent la îndoire și rezistent la uzură, care este recomandat pentru transmisia de mare viteză în medii dure. Există imunitate la super-zgomot, care asigură transmisia de semnal de mare viteză. Folosind material PVC foarte moale, rezistent la căldură, numărul posibilelor îndoiri poate ajunge la mai mult de 30 de milioane de ori. Proba în sine este impermeabilă, rezistentă la ulei, rezistentă la căldură (+80 Celsius), rezistentă la UV, ignifugă. Costul recomandat pentru lanțurile de vânzare cu amănuntul este de 2260 de ruble.

RJ45 Ethernet - Rezistent la apă pentru utilizare în exterior
Avantaje:
- Rata de transfer - 80 kbps;
- Temperatura de lucru - +30 ~ +40 (Celsius);
- Rezistenta la tractiune - 200 N;
- Rezistența la compresiune - 2000 N.
Defecte:
Locul 1: "TWIST 50 metri, interior, Cu (cupru pur clasa A), U/UTP, PVC, 4 perechi, Cat.5e, 24AWG, interior"
Această pereche răsucită TWIST constă din 4 perechi răsucite cu pasuri diferite. Fiecare pereche constă din două fire de cupru de 24 AWG, fiecare fir este izolat cu izolație din polietilenă (HDPE). Învelișul exterior dur din PVC este destul de moale, dar acoperirea este foarte durabilă.
Conductoarele solide sunt realizate din cupru electric fără oxigen, cu un diametru de 0,48 mm, care asigură o lățime de bandă de 100 MHz și conformitatea cablurilor cu standardele moderne de telecomunicații. Limita lățimii de bandă este mai mare decât cea a CCA (Copper Clad Aluminium), deoarece semnalul călătorește prin miez, nu doar circuitul exterior placat cu cupru. Un cablu de cupru cu un singur conductor nu se teme de îndoituri, este mai rezistent la rupere, în comparație cu aluminiul placat cu cupru (CCA). Costul recomandat pentru lanțurile de vânzare cu amănuntul este de 2500 de ruble.

WIST 50 metri, interior, Cu (cupru pur clasa A), U/UTP, PVC, 4 perechi, Cat.5e, 24AWG, interior
Avantaje:
- Viteza relativă de propagare a semnalului (NVP) - 68%;
- Conectori de calitate incluse
- Izolație excelentă.
Defecte:
Pentru un câmp de comutare complet (100 de metri sau mai mult)
Locul 4: "Cabeus IE-4-SOLID F/UTP Cat5e 4X2X24AWG"
Un astfel de eșantion de patru perechi are categoria 5e, este realizat pe bază de pereche răsucită și este conceput pentru utilizare în rețele Industrial Ethernet, pentru transmiterea datelor la viteze de până la 1 Gbit/s.Produsul este realizat într-un design F/UTP ecranat și este destinat așezării fixe atât în interiorul cât și în exteriorul clădirilor. Diametrul conductorului este de 0,50 mm (24 AWG). Ecranul este realizat din folie de aluminiu poliester cu un conductor de scurgere. Mantaua exterioara este realizata din PVC rezistent la UV. Carcasa interioară este, de asemenea, realizată din PVC. Pe mantaua exterioară există semne de metri ale lungimii cablului. Poate fi folosit in sisteme cu clasa de protectie IP67, in medii industriale agresive. Costul recomandat pentru lanțurile de vânzare cu amănuntul este de 30.600 de ruble.

Cabeus IE-4-SOLID F/UTP Cat5e 4X2X24AWG
Avantaje:
- Protecție de înaltă calitate;
- Viteza de transmisie crescuta;
- Posibilă amenajare a străzii.
Defecte:
Locul 3: "Belden 8761.01305"
Aceasta este o singură pereche răsucită, 22 AWG, conductori din cupru cositorit, izolație cu miez din polietilenă, ecran general din folie de aluminiu Beldfoil Z-Fold cu pliu de scurtcircuitare îmbunătățit (acoperire de 100%), sârmă de scurgere torată inclusă, manta exterioară din PVC. Domeniul de aplicare: numire industrială. Este utilizat pentru implementarea funcțiilor de control și monitorizare, transmitere a semnalelor de joasă frecvență. Ecranarea
Fabricat cu folie de poliester aluminiu Beldfoil Z-Fold cu pliere scurtă îmbunătățită, acoperire 100%. Costul recomandat pentru lanțurile de vânzare cu amănuntul este de 53.000 de ruble.

Belden 8761.01305
Avantaje:
- Diametrul extern al cablului - 4,4 mm (nominal);
- Temperatura de functionare: -20°C - +60°C;
- Max. forta de tractiune: 120 N;
- Raza minimă de îndoire: 44,0 mm.
Defecte:
Locul 2: "Belden 7929A 0101000"
Modelul este utilizat în rețelele Industrial Ethernet, Gigabit Ethernet, 100BaseTX, 100BaseVG ANYLAN, 155ATM, 622ATM, NTSC/PAL, AES/EBU, AES51, RS-422, RJ-45. Este utilizat într-un mediu nefavorabil, saturat de zgomot. Funcționează la frecvențe de până la 200 MHz. Potrivit pentru utilizare în medii agresive și în aer liber (CMX-Outdoor). Potrivit pentru instalare în coloane și canale de cabluri (CMR). Îndeplinește ISO/IEC 11801 Cat. 5e, ANSI/TIA/EIA 568B.2 cat. 5e, NEMA WC-63.1 cat. 5e, respectă NEC / (UL): CMR, CMX-Outdoor, UL 444. Prețul recomandat de vânzare cu amănuntul este de 112.700 de ruble.

Belden 7929A 0101000
Avantaje:
- Certificare completă conform standardelor străine;
- Domeniu larg de utilizare;
- Rata de transmisie a semnalului raportată este de 70% (nom.).
Defecte:
Locul 1: "Hyperline IUUTP4-C5E-S24/1-FRPVC-GY"
Acest design al conductorului este solid, AWG - 24, diametrul conductorului în izolație - 0,85 mm, abaterea maximă a diametrului conductorului în izolație - 0,05 mm, izolația conductorului este Teflon FEP (etilenă fluorurată). Lungimea unui golf complet este de 500 de metri. Costul recomandat pentru lanțurile de vânzare cu amănuntul este de 181.000 de ruble.

Hyperline IUUTP4-C5E-S24/1-FRPVC-GY
Avantaje:
- Dintr-un golf este posibil să se organizeze un câmp cu drepturi depline;
- Material izolant rezistent;
- Combinație bună de calitate și preț.
Defecte:
Concluzie
Cablajul Ethernet industrial adecvat este esențial pentru a menține accesibil orice echipament de producție automatizat.Defecțiunea componentelor și conductorilor rețelei este responsabilă pentru mai mult de 70% din defecțiunile rețelei, în timp ce sistemul de operare este responsabil pentru restul de 20%, iar aplicațiile de producție pentru restul. Costul acestor componente este minim în comparație cu daunele cauzate de defecțiunile rețelei, unde costul timpului de nefuncționare poate fi măsurat în mii de dolari pe minut.