Wymagania dotyczące przemysłowych kabli sieciowych zgodnych ze standardem Ethernet

Źródło: www.luetze.com

Sieci Ethernet odgrywają główną rolę we współczesnych systemach automatyki. Standard ten umożliwia przepływ danych przez system z dużymi prędkościami, natomiast funkcjonowanie sieci jest zależne od podłączonych do niej aktywnych urządzeń, takich jak przełączniki sieciowe i sterowniki.

Mimo że funkcjonowanie sieci jest zależne od podłączonych do niej aktywnych urządzeń, to jednak urządzenia pasywne, takie jak kable i złącza, w końcowym rozrachunku także mogą wpłynąć na działanie całej sieci.

Charakterystyka częstotliwościowa pracy danego komponentu narzuca jego wykorzystanie. Na przykład kable sieciowe kategorii 5 są przeznaczone do pracy z częstotliwościami do 100 MHz. Taki kabel w wersji 2-parowej nadaje się także do aplikacji wymagających przesyłu danych z prędkością 100 Mbit/s oraz w wersji 4-parowej do aplikacji wymagających przesyłu danych z prędkością 1 Gbit/s (1000 Mbit/s), przy wykorzystaniu odpowiednich złączy (konektorów). W praktyce instalacyjnej łatwo pomylić częstotliwość w MHz z przepływnością w Mbit/s.

Kable wyższej kategorii (klasy) spełniają wszystkie wymagania dotyczące transmisji danych dla niższych klas oraz dają dodatkowy margines parametrów pracy w danej aplikacji.

Przekrój żył przewodów

Kabel ethernetowy z żyłami w postaci linki nie ma takich samych parametrów roboczych jak kabel z żyłami jednolitymi (jednodrutowymi). Ważne jest, aby o tym pamiętać, gdy odległość ma znaczenie. Żyły kabli ethernetowych mają przeważnie przekrój 26 AWG (0,129 mm2) i 24 AWG (0,205 mm2). Zawsze najlepiej jest użyć największy przekrój, gdy wymagane są największe prędkości przepływu danych na dużym dystansie.

Standard Profinet wprowadził kable z żyłami o przekroju 22 AWG (0,326 mm2), które mają wielką zaletę pod względem parametrów przesyłu danych w porównaniu z kablami 26 AWG i 24 AWG. Pełna długość odcinka 100 m (maksymalna długość dla kabli kat. 6) może być osiągnięta za pomocą kabli z żyłami w postaci linki lub jednodrutowymi.

W standardzie Profinet zdefiniowano trzy typy kabli: stacjonarne, elastyczne i specjalnego przeznaczenia. Wykorzystując kable 22 AWG, należy starannie dobrać złącza RJ45, ponieważ wiele z nich nie jest kompatybilnych z grubszymi żyłami przewodów oraz większą średnicą zewnętrzną kabli zgodnych z Profinet.

Technologia przesyłu energii przez sieć Ethernet (PoE)

Zapasowe żyły kabla ethernetowego mogą być wykorzystane do zasilania urządzeń podłączonych do tej sieci. Przekrój tych żył jest ważny przy obliczaniu spadku napięcia w aplikacjach wykorzystujących technologię PoE (Power over Ethernet). Istotny jest także dobór kabla.

Dobór kabla do aplikacji

Środowisko przemysłowe wymaga stosowania odpowiednich kabli, które mają bardziej solidną budowę, niż te stosowane w aplikacjach biurowych. Materiały takie jak poliuretan (PUR) są często używane do zapewnienia odporności kabla na oleje mineralne oraz wysokiej odporności na ścieranie. Materiały te są także bezhalogenowe. Kable ethernetowe są dostępne w wersjach z żyłami jednodrutowymi, które nadają się tylko do aplikacji statycznych, oraz z żyłami w postaci linki ? typowo składających się z 7 drucików, które są odpowiednie do aplikacji związanych z ruchem. Kable bardzo elastyczne, których żyły składają się typowo z 19 drucików, są odpowiednie dla aplikacji związanych z ruchem ciągłym.


Suzanne Gill jest redaktorem w Control Engineering Europe. Artykuł powstał w oparciu o informacje pochodzące od firmy Lutze Limited.