Glavna nerešljiva težava pri integraciji običajnega omrežja Ethernet za industrijsko področje je, da usmerjanje in dostava informacijskih paketov prek protokola TCP / IP ne more zagotoviti želene ravni zmogljivosti v realnem obsegu, kar je bistveno za delovanje številnih avtomatiziranih sistemi za nadzor in obdelavo, na primer v isti tovarni. Industrijske aplikacije zahtevajo drugačen komunikacijski protokol, ki v celoti izkorišča največ fizičnih plasti Ethernet in lahko podpira nekaj komunikacije med več senzorji, krmilniki, operacijskimi mehanizmi in aplikacijami.Za to je bil zasnovan industrijski Ethernet, ki je za vzdrževanje komunikacije zahteval posebne vrste kablov.

Vsebina
- 1 Ethernet industrijski - splošne informacije
- 2 Razlike med industrijskimi Ethernet kabli in pisarniškimi kabli
- 3 Zahteve za industrijske kable in njihovi obvezni tehnični parametri
- 4 Pravi kabel = prava zaščita jedra
- 5 Industrijski omrežni prenosi zahtevajo industrijske kable
- 6 Izbira pravega Ethernet kabla za določeno industrijsko področje
- 7 Lestvica najboljših industrijskih kablov Ethernet za leto 2025
- 7.1 Za površine do 50 metrov
- 7.1.1
4. mesto: "TWIST 35m, outdoor, CCA, PE, UTP, 4pair, Cat.5e, 24AWG, outdoor, črna, 35m"
- 7.1.2
3. mesto: "Sukani par UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 metrov 001-112012/50"
- 7.1.3
2. mesto: "RJ45 Ethernet - Zunanja Vodoodporna"
- 7.1.4
1. mesto: "TWIST 50 metrov, notranji, Cu (čisti baker razred A), U/UTP, PVC, 4 pari, Cat.5e, 24AWG, notranji"
- 7.2 Za polno preklopno polje (100 metrov ali več)
- 8 Zaključek
Ethernet industrijski - splošne informacije
Tovrstni protokoli za prenos podatkov sodijo v glavni nabor ethernetov, ki so »vezani« na običajno opremo, t.j.delo preko fizične in povezovalne plasti, tako preko omrežnih kot transportnih internetnih protokolov, je usmerjeno na posebej razvit aplikativni nivo (uporaba posebnih programov). Celotno omrežje je usmerjeno v nenehno vzdrževanje pravilnosti prenosa/sprejemanja podatkov v omrežju, s stalnim in celo pretiranim nadzorom le-teh, predvsem na tistih točkah, kjer je to bolj potrebno za izvedbo posamezne operacije.
Industrijski ethernet uporablja zanesljivejšo opremo in kabelski potrošni material, ki ima posebne konektorje, ki se lahko zelo razlikujejo od običajnih. Zlasti so zasnovani tako, da prenesejo strožje okoljske pogoje, kar je značilno za večino velikih proizvodnih podjetij (dober primer je delovanje omrežja v veliki talilnici s povišanimi temperaturami). V skladu s tem mora imeti obravnavana vrsta žic močnejšo stopnjo filtriranja, zaščite, ozemljitve, kar bo pomagalo pri soočanju z "umazanim" elektromagnetnim ozadjem okolice (kar pomeni motnje in sevanje).
Razlike med industrijskimi Ethernet kabli in pisarniškimi kabli
V zvezi s tem obstaja več meril, povezanih z industrijskimi žicami:
- Ne zahtevajo posebnega prezračevanja in posebnega hlajenja, zato jih je mogoče položiti v utesnjenih prostorih in kjer je lahko zrak zelo prašen;
- Njihova zanesljivost vgradnje je zelo visoka, kar pomeni, da so vsi odseki žice pritrjeni na DIN letev, kar pospeši in olajša vgradnjo;
- Nizkonapetostni napajalnik - zadevni kabli ne zahtevajo velikega števila voltov, vendar so vedno opremljeni z rezervnim napajanjem;
- Imajo tehnično redundanco, t.j. vsako spletno mesto je mogoče zamenjati in popraviti v najkrajšem možnem času ali pa njegove funkcije prenesti na drugo spletno mesto;
- Togost regulativnih zahtev - industrijski dizajni morajo strogo ustrezati mednarodnim standardom (odpornost na vibracije, elektromagnetna združljivost, ustrezna stopnja zaščite pred vlago);
- Podaljšana življenjska doba;
- Obveznost tehnične podpore v podjetju, ki deluje 24/7.
Iz tega je razvidno, da lahko lokalna domača ali pisarniška preklopna polja odstopajo od navedenih meril, saj. njihovo ožičenje ne deluje v izjemno težkih pogojih in zaustavitev njihovega delovanja verjetno ne bo ustavila nobenega kritičnega proizvodnega procesa.
Zahteve za industrijske kable in njihovi obvezni tehnični parametri
Glavna stvar za vrsto obravnavanega potrošnega materiala je njegova zmogljivost in zanesljivost. Nastop bo sestavljen iz:
- Odzivno obdobje - čas, ki ga podrejena naprava potrebuje, da odgovori na zahtevo nadzorne naprave;
- Pasovna širina je količina podatkov, ki jih je mogoče prenesti v določeni časovni enoti. Tukaj bo veliko odvisno ne le od kabla, ampak tudi od oddajnika.
Zahteve glede zanesljivosti vključujejo:
- Objektivna vrednost možnosti dostave informacij brez izgube;
- Faktor pripravljenosti naprav za sprejemanje in oddajanje;
- Splošna varnost prenosa in toleranca napak celotnega sistema.
Odpornost proti hrupu
Kar zadeva pisarniške kable, je za industrijske pomembne tudi stopnja zaščite pred negativnimi učinki bližnjih območij z visoko elektromagnetno aktivnostjo.Na primer, polje se lahko položi neposredno na mesto, kjer se izvaja obločno varjenje, katerega naprave močno izkrivljajo ozadje. Enako velja za preklopne releje in druge vire izmeničnega toka. Običajno na takšnih območjih omrežni odsek morda celo ne potrebuje splošne zaščite F / UTP, temveč individualno zaščito S / FTP.
Obvezna zaščita
Industrijsko ožičenje se od običajnega ožičenja razlikuje po posebnih zahtevah za nazivno delovno temperaturo in material plašča. Za obravnavani potrošni material je slednji standardno izdelan iz polivinilklorida, ker proizvodno ni predrag. Vendar pa bo za specializirana podjetja morda potrebna veliko bolj trpežna lupina. Ti vključujejo fluoriran etilen polipropilen (FEP) ali termoplastični elastomer (TPE). Takšna zaščita je sposobna prenesti izjemno ekstremne temperature od -50 do +125 stopinj Celzija, klasični PVC pa se obdrži na nivoju od nič stopinj do +75. Poleg tega so ohišja iz FEP in TPE bolj prožna, odporna na neposredno ultravijolično sevanje, lahko jih postavite v morsko vodo, težke tekoče oljnate snovi. Tudi poliuretan je priljubljen material za lupino, seveda ne more delovati v tako širokem temperaturnem območju kot TPE in FEP, vendar ima izboljšano natezno trdnost, večjo kemično odpornost in se lahko uspešno upira obrabi. Iz tega lahko sklepamo, da je poliuretan mehansko močnejši in praksa kaže, da ga je zelo težko zlomiti/rezati. Z žigosanjem lahko odlično opremijo osrednja jedra. Omeniti velja še termoplastični poliuretan in klorirani polietilen.So najbolj trpežni in dragi, vendar daleč od najbolj okolju prijaznih (široko se uporabljajo v nevarnih industrijah).
Prožnost in elastičnost
Industrijski ethernetni kabel z dvožilnim parom je na voljo tudi kot vijačni ali enožilni. Vpleteni kabli se uporabljajo v obsežni proizvodnji na popolnoma enak način kot njihovi primerki v pisarnah - za povezovalne kable, kar je posledica njihove posebne fleksibilnosti. Edina razlika je v tem, da niso omejeni samo na komunikacijsko funkcijo, saj je v proizvodnji veliko situacij, kjer je žica v stalnem gibanju in je lahko izpostavljena zvijanju/raztezanju (na primer gibljivi deli transportnih robotov).
Ozemljitvene zanke
Ko pride industrijska ethernetna žica v stik s katerimkoli napajalnim kablom, je treba vzporedne tokovne kable in ethernetni kabel ločiti – med njima mora biti vsaj 20 do 30 centimetrov prostega prostora. Večja kot je ta ločitev, bolj stabilen bo prenos podatkov. Če je črta narisana znotraj kovinske cevi, mora biti vsak del takšnega zaščitnega pokrova trdno povezan z naslednjim, kar ustvarja učinek nezlomljive verige. Če morate žice položiti znotraj razdelilnih plošč, mora biti najmanjša razdalja od prevodnih elementov najmanj 3 centimetre. V tem primeru se je treba izogibati močnim ovinkom.
Vozlišča in stikala
Standardna distribucijska vozlišča se ne uporabljajo v industrijskem Ethernetu, saj bodo delovala le kot repetitorji na več vratih. Bolje je uporabiti posebna upravljana stikala na liniji.Sprejemljiva so tudi neupravljana stikala na področju industrijskih stikal, vendar so prva boljša, čeprav so dražja.
Industrijski Ethernet ima tri vrste prometa:
- Prenos iz ene točke na vse naprave;
- Prevoz z ene točke na več;
- Enosmerni transfer od točke do točke.
Običajno lahko standardni kabel podjetja zlahka doseže 100 prenosov na sekundo. Vendar pa bo v katerem koli polju obstajala določena količina prenosa (prenesenih informacij), ki ne opravlja neposredno nobene upravljavske/produkcijske funkcije, na primer tiskalnik občasno poroča o svojem statusu nadzornemu centru (grobo rečeno, tiskalnik mora včasih poročati gostiteljskemu računalniku, da je pripravljen za delo ali da ne more delati). Na ta način bo oskrba kabelskega omrežja z upravljanimi stikali omogočila prednostno razvrščanje signalov glede na njihovo pomembnost in več pozornosti namenila praktičnim proizvodnim ekipam.
Pravi kabel = prava zaščita jedra
Tudi danes večina omrežnih inženirjev v velikih podjetjih uporablja tako rekoč kreativne, a ne vedno učinkovite možnosti za polaganje kablov Industrial Ethernet. Živahen primer je lahko (že govorica) način pritrditve žic na vodovodne cevi s črnim električnim trakom ali lepilnim trakom. Vendar pa lahko takšna metoda v primeru okvare znatno poveča stroške popravil in prispeva k ponovni vzpostavitvi hitrega prenosa informacij daleč od hitrega.
Namestitev kabla, tako kot kabel sam, mora biti v skladu z bodočimi obratovalnimi pogoji in njihovimi posebnostmi.Na primer, kabel, zasnovan za uporabo v talilnih metalurških trgovinah, na avtomatski transportni montaži avtomobilov, verjetno ne bo primeren za delo v hladilnici. Vse potrebne informacije o potrošnem materialu je mogoče razbrati iz priložene dokumentacije, ki ima zaradi zahtev po izpolnjevanju ravni mednarodnega certificiranja največ podatkov o značilnostih vgradnje in uporabe. Če pravilno zagotovite industrijsko omrežje s pravo vrsto kablov, lahko kakovostno zmanjšate čas izpadov in stroške popravila.
Industrijski omrežni prenosi zahtevajo industrijske kable
Za tipično pisarno je značilno, da je njihovo ethernet omrežje nameščeno v razmeroma tihem in čistem okolju, kjer se žice zlahka skrijejo za stene, pod tla ali strope. Za samo omrežno opremo, ne glede na to, ali je aktivna ali pasivna, je dovolj, da preprosto poiščete varno območje.
V industrijskem sektorju je situacija popolnoma drugačna. Vse žice, konektorji itd. takšni elementi so namreč neločljivi del celotnega avtomatiziranega nadzornega sistema in so stalno v težkih okoljskih razmerah. Preproste ethernetne žice, tudi najdražje, preprosto ne morejo dolgo preživeti v takšnem okolju. V skladu s tem industrija zahteva določeno moč celotnega preklopnega polja. Iz tega je razvidno, da pisarniške rešitve niso primerne za industrijske namene.Uporabljeni potrošni material mora biti primeren za delovanje v pogojih intenzivnega trenja, upoštevati možnost neposrednega stika z gorivi in mazivi, mirno se odzivati na visoko elektromagnetno sevanje, biti sposoben delati v pogojih zelo visokih ali zelo nizkih temperatur, uspešno prenašati napetostnih nihanj, kot tudi vibracij in mehanskih obremenitev.
Izbira pravega Ethernet kabla za določeno industrijsko področje
Pred nakupom morate opraviti več osnovnih korakov:
- Opredelitev scenarija - treba je ugotoviti, v kakšnem okolju in v kakšnem okolju bo uporabljen potrošni material;

- Izbira pravega ovoja žice – dobro izbrani ovoj bo pomagal zagotoviti najboljše delovanje in varnost omrežja;

- Upoštevanje razlike med oklopljenimi in neoklopljenimi kabli - prvi je nujen za območja, kjer je povečana stopnja potenciala motenj, drugi pa je primeren za druga območja. Pri prvem je vedno prisotna folija in ojačana pletenica, ki bo kakovostno zaščitila preneseni podatkovni paket in preprečila morebitne izgube na poti.
- Izbira vrste prevodnika - tukaj se morate odločiti za nasedle ali polnovredne možnosti. Slednji je primeren za fiksno montažo, t.j. za preprosto preklapljanje se ne sme uporabljati na gibljivih mehanizmih. Naslednja točka je izbira med trdno izvedbo (plašči, pritrjeni drug na drugega) in sukanim parom. Trdne vzorce je bolje uporabiti za kompleksna industrijska dela, saj odseki izolacije, povezani vzdolž dolžine, ne bodo omogočili nastanka vrzeli med parnimi vodniki.Če nastane taka vrzel, bo nastala razlika upora, kar bo povzročilo prekinitev omrežja in onemogočanje prenosa podatkov.
Lestvica najboljših industrijskih kablov Ethernet za leto 2025
Za površine do 50 metrov
4. mesto: "TWIST 35m, outdoor, CCA, PE, UTP, 4pair, Cat.5e, 24AWG, outdoor, črna, 35m"
Zasnovan za omrežja UTP 4 dolžine 35 metrov, ki se uporabljajo za gradnjo žičnih industrijskih LAN. Črni vzorec se uporablja za polaganje zunaj stavbe, primeren za prenos ukazov avtomatizirani proizvodni opremi iz krmilne naprave. Hitrost prenosa ne presega 100 Mb/s. Izdelek je sestavljen iz pobakrenega aluminija, ki zagotavlja določeno hitrost brez padcev. Ustreza standardom ANSI\TIA\EIA-568-B. V kompletu je priložen komplet konektorjev RJ-45 s pokrovčki, ki vam omogočajo izdelavo segmentov sukane parice želene dolžine v obliki patch kablov. Zvita parica deluje in se hrani v zaprtih prostorih in na prostem v temperaturnem območju od -40 do +75 °C. Priporočeni stroški za trgovske verige so 878 rubljev.

TWIST 35 metrov, zunanji, CCA, PE, UTP, 4 pari, Cat.5e, 24AWG, zunanji, črn, 35 m
Prednosti:
- V notranjosti je kapronska nit;
- Zadostna kakovost;
- Enostavna namestitev.
Napake:
3. mesto: "Sukani par UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 metrov 001-112012/50"
To je 4-parni vzorec, izdelan iz bakrene žice, uvrščen v izboljšano kategorijo 5E. Vsako jedro je izolirano z dielektrično plastjo - polietilen visoke gostote z barvno razliko.Ta izdelek se uporablja pri namestitvi majhnih omrežij v proizvodnji. Uporablja se predvsem v prostorih, kjer bo vpliv elektromagnetnega sevanja tretjih oseb minimalen. Oznaka UTP kabla je sestavljena iz vrste, navedbe kategorije in strukture žile, števila parov in premera prevodne žile v mm. Če ima kabel vodnike po ameriškem standardu premerov, se namesto premera pogosto navede številka AWG, kjer številka 24 ustreza premeru jedra približno 0,51 mm. Najbolj tipičen plašč je tipičen za horizontalne kable in je siva PVC plastična cev z dodano kredo za boljše lomljenje med rezanjem. Priporočeni stroški za trgovske verige so 2200 rubljev.

Sukani par UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 metrov 001-112012/50
Prednosti:
- Zaščita folije;
- Dobra kakovost prenosa podatkov;
- Ustrezna cena.
Napake:
2. mesto: "RJ45 Ethernet - Zunanja Vodoodporna"
Jedro tega izdelka je izdelano iz PVC materiala visoke trdnosti, odpornega na upogibanje in obrabo, ki je priporočljiv za hiter prenos v težkih okoljih. Obstaja super-šumna odpornost, ki zagotavlja hiter prenos signala. Z uporabo zelo mehkega, toplotno odpornega PVC materiala lahko število možnih upogibov doseže več kot 30-milijonkrat. Sam vzorec je vodoodporen, odporen na olje, toploto (+80 Celzija), UV odporen, negorljiv. Priporočeni stroški za trgovske verige so 2260 rubljev.

RJ45 Ethernet - Vodotesen za uporabo na prostem
Prednosti:
- Hitrost prenosa - 80 kbps;
- Delovna temperatura — +30 ~ +40 (C);
- Natezna trdnost - 200 N;
- Tlačna trdnost - 2000 N.
Napake:
1. mesto: "TWIST 50 metrov, notranji, Cu (čisti baker razred A), U/UTP, PVC, 4 pari, Cat.5e, 24AWG, notranji"
Ta sukani par TWIST je sestavljen iz 4 sukanih parov z različnimi višinami. Vsak par je sestavljen iz dveh bakrenih niti 24 AWG, vsaka je izolirana z izolacijo iz polietilena (HDPE). Celotna zunanja lupina iz trdega PVC-ja je precej mehka, vendar je premaz zelo vzdržljiv.
Polni vodniki so izdelani iz električnega bakra brez kisika s premerom 0,48 mm, kar zagotavlja pasovno širino 100 MHz in skladnost kabla s sodobnimi telekomunikacijskimi standardi. Omejitev pasovne širine je višja kot pri CCA (aluminij, prevlečen z bakrom), saj signal potuje po celotnem jedru, ne le po zunanjem vezju, prevlečenem z bakrom. Enožilni bakreni kabel se ne boji upogibov, je bolj odporen na zlome v primerjavi z bakrenim aluminijem (CCA). Priporočeni stroški za trgovske verige so 2500 rubljev.

WIST 50 metrov, notranji, Cu (čisti baker razred A), U/UTP, PVC, 4 pari, Cat.5e, 24AWG, notranji
Prednosti:
- Relativna hitrost širjenja signala (NVP) - 68%;
- Priloženi kakovostni priključki
- Odlična izolacija.
Napake:
Za polno preklopno polje (100 metrov ali več)
4. mesto: "Cabeus IE-4-SOLID F/UTP Cat5e 4X2X24AWG"
Tak štiriparni vzorec ima kategorijo 5e, izdelan je na osnovi sukanega para in je zasnovan za uporabo v industrijskih omrežjih Ethernet za prenos podatkov s hitrostjo do 1 Gbit / s.Izdelek je izdelan v oklopljeni F/UTP izvedbi in je namenjen za fiksno polaganje tako znotraj kot zunaj objektov. Premer vodnika je 0,50 mm (24 AWG). Oklop je izdelan iz poliestrske aluminijaste folije z odvodnim vodnikom. Zunanji plašč je izdelan iz UV odpornega PVC-ja. Tudi notranja lupina je iz PVC-ja. Na zunanjem plašču so oznake metrov dolžine kabla. Uporablja se lahko v sistemih z zaščitnim razredom IP67, v agresivnih industrijskih okoljih. Priporočeni stroški za trgovske verige so 30.600 rubljev.

Cabeus IE-4-SOLID F/UTP Cat5e 4X2X24AWG
Prednosti:
- Visokokakovostna zaščita;
- Povečana hitrost prenosa;
- Možna ulična postavitev.
Napake:
3. mesto: "Belden 8761.01305"
To je enojni sukani par, 22 AWG, pokositreni bakreni nasedli vodniki, izolacija jedra iz polietilena, celoten ščit iz aluminijaste folije Beldfoil Z-Fold z izboljšanim pregibom kratkega stika (100-odstotna pokritost), vključena nasedla odvodna žica, zunanji ovoj iz PVC-ja. Področje uporabe: industrijsko imenovanje. Uporablja se za izvajanje funkcij nadzora in spremljanja, prenos nizkofrekvenčnih signalov. Zaščita
Izdelano iz Beldfoil Z-Fold aluminiziranega poliestrskega filma z izboljšanim kratkim pregibom, 100 % pokritostjo. Priporočeni stroški za trgovske verige so 53.000 rubljev.

Belden 8761.01305
Prednosti:
- Zunanji premer kabla - 4,4 mm (nominalno);
- Delovna temperatura: -20°C - +60°C;
- maks. natezna sila: 120 N;
- Najmanjši upogibni radij: 44,0 mm.
Napake:
2. mesto: "Belden 7929A 0101000"
Model se uporablja v omrežjih Industrial Ethernet, Gigabit Ethernet, 100BaseTX, 100BaseVG ANYLAN, 155ATM, 622ATM, NTSC/PAL, AES/EBU digitalni video, AES51, RS-422, RJ-45. Uporablja se v neugodnem, s hrupom nasičenem okolju. Deluje na frekvencah do 200 MHz. Primerno za uporabo v agresivnih okoljih in na prostem (CMX-Outdoor). Primeren za vgradnjo v dvižne cevi in kabelske kanale (CMR). Ustreza ISO/IEC 11801 kat. 5e, ANSI/TIA/EIA 568B.2 kat. 5e, NEMA WC-63.1 kat. 5e, v skladu z NEC / (UL): CMR, CMX-Outdoor, UL 444. Priporočena maloprodajna cena je 112.700 rubljev.

Belden 7929A 0101000
Prednosti:
- Popolna certifikacija po tujih standardih;
- Širok obseg uporabe;
- Prijavljena stopnja prenosa signala je 70 % (nom.).
Napake:
1. mesto: "Hyperline IUUTP4-C5E-S24/1-FRPVC-GY"
Ta zasnova prevodnika je trdna, AWG - 24, premer prevodnika v izolaciji - 0,85 mm, največje odstopanje premera prevodnika v izolaciji - 0,05 mm, izolacija prevodnika je FEP (fluoriran etilen propilen) teflon. Dolžina polnega zaliva je 500 metrov. Priporočeni stroški za trgovske verige so 181.000 rubljev.

Hyperline IUUTP4-C5E-S24/1-FRPVC-GY
Prednosti:
- Iz enega zaliva je mogoče organizirati polnopravno polje;
- Izolacijski material za težke obremenitve;
- Dobra kombinacija kakovosti in cene.
Napake:
Zaključek
Pravilni industrijski ethernetni kabli so ključnega pomena za ohranjanje dostopa katere koli avtomatizirane proizvodne opreme.Okvara omrežnih komponent in prevodnikov je odgovorna za več kot 70 % okvar omrežja, medtem ko je OS odgovoren za preostalih 20 %, produkcijske aplikacije pa za ostalo. Stroški teh komponent so minimalni v primerjavi s škodo, ki jo povzročijo izpadi omrežja, kjer se stroški izpada lahko merijo v tisočih dolarjev na minuto.