Публикация пресс-релизов Поиск по компании
Решения, технологии, стандарты Рынок, отрасль, люди Основы
Отменить подписку Подписка
Производители Системные интеграторы Дистрибьюторы
Продукты месяца Поиск по категории Добавить продукт
Добавить мероприятие
Добавить вакансию Специалисты по АСУ ТП, КИП Специалисты по электротехнике, энергетике Главные инженеры, технологи, электрики Менеджеры по продажам, консультанты, другое
Технические требования Публикация статей Публикация пресс-релизов Media Kit 2014
Перейти:  
 


 

Основы АСУ ТП и КИП - в статьях Ua.Automation.com

Как выбрать кабель для промышленного Ethernet

Как выбрать кабель для промышленного Ethernet

 

Лоредана Коскотин
 
В прошлом году кабель Ethernet отпраздновал свой 40-летний юбилей. Когда-то простые кабели эволюционировали в основу современного интернета и глобальных коммуникаций. Сетевые технологии Ethernet приобрели популярность, проникли в самые разнообразные среды, такие, как производство, энергетика, добыча нефти и газа, транспорт. Во многих случаях эти кабели используются для управления различными двигателями, роботами, мобильными механизмами и сложным оборудованием. Прокладка кабелей в таких средах может быть непростой задачей, из-за необходимости в дополнительной защите и надежности.  
 
Правильная прокладка кабелей критически важна для поддержания оборудования в доступном состоянии. Сетевые компоненты и проводники – причина более чем 70% отказов сетей, в то время как ОС ответственна за остальные 20%, а рабочие приложения – за остальное. Стоимость этих компонентов минимальна по сравнению с ущербом от отказов сетей, где стоимость простоев может измеряться тысячами долларов в минуту.
 
Один недавний пример крупного сетевого отказа, с моей точки зрения, является исключительно иллюстративным. Для крупной электростанции устанавливалась охранно-пожарная система, с прокладкой кабеля. После установки она не заработала, и, в результате «разборок» все указало на интегратора. В итоге выяснилось, что «интегратор» проложил 2,485 миль (больше 4000 км!) кабеля для громкоговорителей, вместо витой пары Ethernet-кабеля, как было указано инженерами. Озвученная причина была, дословно: «Они выглядели одинаково». Разумеется, интегратор за свой счет демонтировал «неправильный» кабель и установил «правильный». Мораль из этого вытекает следующая: сетевым архитекторам и инженерам нужно очень тщательно подходить к вопросу создания аппаратной основы всей сетевой инфраструктуры.
 
 
Рис 1. OSI модель показывает «слои» коммуникационных систем и места возникновения отказов. На сетевые компоненты и проводники приходится до 70% отказов.

Коммуникации. Коммуникации. Коммуникации.
 
Те, кто создают коммуникационные инфраструктуры, должны уделять особое внимание активному сетевому оборудованию, кабелям и коннекторам. Каждый из этих элементов по-своему важен, однако их пользователи должны оценивать всю сетевую коммуникационную систему для того, чтобы понимать, где и как происходят отказы, а также, понимать возможные расходы, связанные с временем простоя, ремонтами и заменами. Коммуникационные сети и сети управления должны работать надежно в любых типах сред. Для критически важных приложений и для экстремальных сред, соответственно, промышленные сетевые системы должны быть очень прочными и надежными. Любые физические повреждения или электрические сбои в ключевых компонентах передачи данных могут привести к отказам сети, проблемам с безопасностью, в конечном итоге, ведущим к потере важных данных, дорогим простоям и даже к катастрофическим отказам.
 
Перед выбором кабеля для промышленного Ethernet, важно понимать среду, в которой будет работать сеть. Каждое предприятие уникально – универсального решения не существует.
 
Промышленным приложениям нужны промышленные кабели
 
В типичной офисной обстановке инфраструктура Ethernet инсталлируется в относительно чистой, спокойной среде, где кабели прячутся за стенами, в потолках или под полами, а сетевое оборудование, активное и пассивное, устанавливается в защищенных зонах. Промышленные предприятия – совсем другая история.
 
Большинство кабелей, коннекторов и т.д. в промышленных условиях являются частью систем промышленной автоматизации, КИПиА, и т.д. – поэтому они находятся под постоянным воздействием потенциально опасных ситуаций. Даже лучшие офисные Ethernet-системы не смогут работать в такой обстановке, особенно, длительное время. Сложные условия требуют более прочных кабелей. Только Ethernet-компоненты промышленного класса достаточно прочны для того, чтобы ежедневно противостоять различным угрозам и рискам.
 
Для соединения отдельных компонентов промышленной сети — от зала управления до цеха и дальше до конкретного оборудования – необходимо использовать промышленные кабели Ethernet и соединители, которые обеспечивают высочайший уровень надежности, качества и производительности. Кабели должны быть пригодны для условий с высокой интенсивностью трения, прямым контактом с горюче-смазочными материалами, сильным электромагнитным излучением, высокими операционными температурами, колебаниями напряжения, вибрацией, механическими угрозами и т.д. и т.п.
 
Выбираем правильный кабель для сети Ethernet
 
Для того, чтобы выбрать правильный кабель для вашего сценария использования, достаточно пройти через 5 шагов.
 
Шаг 1: Определите сценарий
 
Первый шаг – понять, в каком окружении, в какой среде будет использоваться кабель. В этом вам поможет иллюстрация ниже.
 
 
Рис. 2. Различные сценарии применения кабелей.
 
Шаг 2: Определите требования к уровню передачи данных
 
В этом вам поможет таблица ниже:
 
Cкорость передачи данных До 100  Мб/с До 1 Гб/с До 10 Гб/с
Класс канала ISO/IEC 11801 Класс D Класс D Класс E
Категория кабеля Cat 5e (2 pr) Cat 5e (4 pr) Сat 7
Категория патчкорда Cat 5e (2 pr) Cat 5e (4 pr) Cat 6A
 
 
Шаг 3:  Выберите тип оболочки
 
Выбор правильной оболочки кабеля позволяет гарантировать лучшую производительность. На рисунке ниже представлены типы оболочек и их свойства. 
 
 Рис. 3. Различные типы оболочек кабеля.
 
Шаг 4: Учитывайте разницу между экранированными и неэкранированными кабелями
 
Есть два типа кабелей, о которых вы должны знать: экранированные и неэкранированные. Экранированные рекомендованы для зон с высоким уровнем помех. Неэкранированные подходят для большинства сценариев применения. Экранированный кабель, как правило, использует фольгу или оплетку для обеспечения сохранности сигнала от шума и помех. Для дополнительной надежности может быть использована и фольга и оплетка.
 
Шаг 5: Выберите тип проводника
 
Сначала нужно определиться с выбором одножильного или многожильного кабеля. Одножильный хорошо подходит для неподвижной инсталляции. Второй момент заключается в выборе между витой парой, и цельным (bonded-pair) исполнением – там, где оболочки проводников соединены друг с другом. Цельное исполнение лучше противостоит вызовам использования в промышленной среде. Соединение изоляций проводников вдоль их длины не позволяет образовываться промежуткам между парами проводников. В противном случае, при инсталляции в сложных условиях могут образовываться разницы в уровне сопротивления. Bonded-pair исполнение доступно и в одножильном и в многожильном вариантах.
 
Рис. 4. Витая пара отличается промежутками между оплетками проводников, которые ухудшают производительность.
 
Правильные кабели защищают ядро сетевой инфраструктуры от отказов
 
До настоящего времени инженеры используют, порой, очень творческие, но не всегда надежные или правильные варианты прокладки кабелей заводских сетей. Конечно, можно прокладывать кабели, прикрепляя их к водопроводным трубам с помощью изоляционной ленты. Однако такие решения обычно повышают стоимость поддержки решения, финансовые потери в случае отказов и вероятность постоянных проблем с передачей данных.
 
После того, как вы выберете правильный кабель Ethernet, убедитесь в том, что именно его используют при инсталляции. Только это гарантирует, что ваши критически важные операции будут осуществляться с максимальной надежностью и эффективностью. Кабели должны быть надежно защищены, иметь хорошие электрические характеристики и быть защищены от электромагнитных помех. Если у кабеля есть все необходимые сертификации для всех условий, встречающихся в сети, и для всех промышленных приложений, которые вам нужны – сеть будет работать надежно, что уменьшит время простоев и расходы на ремонт. Выберите неправильный кабель – и ваша сеть никогда не будет работать эффективно, плюс, вам придется тратить серьезные суммы на ремонты.