Belden již mnoho let poskytuje řešení profesionálního kabeláže, která nacházejí uplatnění v nejnáročnějších průmyslových prostředích.
V článku se zaměříme na jednu z nejdůležitějších skupin produktů využívaných v průmyslových sítích, tedy Ethernet kabely. Podíváme se na jejich konstrukci, vlastnosti a rysy, které je odlišují od standardních kabelů používaných v kancelářských nebo komerčních instalacích. Také probereme, jaké požadavky musí splňovat kabely používané v průmyslové automatizaci a na co je při jejich výběru třeba dávat pozor.
Ethernet kabely používané v průmyslové automatizaci se využívají mimo jiné v sítích PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT či Modbus TCP, kde spolehlivost přenosu je klíčová pro chod celého systému.
Druhy stínění. Proč je stínění Ethernet kabelů tak důležité v průmyslu?
Stínění Ethernet kabelů v průmyslovém prostředí má především za cíl ochranu přenosu dat před elektromagnetickými (EMI) a rádiovými frekvenčními (RFI) rušením. V výrobních závodech pracuje mnoho zařízení vyzařujících elektromagnetická pole, která mohou ovlivnit kvalitu přenášeného signálu a způsobovat komunikační chyby. Mezi nejčastější zdroje rušení patří elektrické motory, frekvenční měniče, měniče otáček nebo transformátory. Rušení může být také generováno paralelně vedenými napájecími kabely, vysokoproudými instalacemi nebo jinými komunikačními systémy pracujícími v blízkosti Ethernet kabeláže. Výsledkem může být zkreslení signálu přenášeného kabelem, což vede ke zvýšení počtu chyb v přenosu, ztrátě datových paketů, poklesu propustnosti a v krajních případech i k dočasnému přerušení spojení mezi zařízeními.
Označení stínění Ethernet kabelů se skládá ze dvou částí. První symbol udává druh stínění použitého kolem všech párů kabelu (celkové stínění), zatímco druhý se vztahuje k zabezpečení jednotlivých párů. Písmena označují typ použitého stínění. Nejběžnější druhy stínění Ethernet kabelů jsou označeny dle norem takto:
- U/UTP (Unshielded Twisted Pair) – ani celý kabel, ani jednotlivé kroucené páry nemají žádné stínění. Používá se pro standardní síťové instalace, kde není elektromagnetické rušení.
- F/UTP (Foiled / Unshielded Twisted Pair) – má stínění z fólie kolem celého kabelu, ale jednotlivé páry kabelu nejsou stíněné.
- S/UTP (Shielded / Unshielded Twisted Pair) – používá stínění v podobě kovového opletu kolem celého kabelu. Oplet poskytuje lepší ochranu proti rušení než samotná fólie, ale jednotlivé páry kabelu zůstávají bez stínění.
- SF/UTP (Shielded Foiled / Unshielded Twisted Pair) – konstrukce, kde je celý kabel stíněn jak fólií, tak opletem. Jednotlivé páry jsou bez vlastního stínění.
- U/FTP (Unshielded / Foiled Twisted Pair) – nemá společné stínění celého kabelu, ale každá pár je zvlášť chráněna hliníkovou fólií.
- F/FTP (Foiled / Foiled Twisted Pair) – kombinuje stínění celého kabelu pomocí hliníkové fólie s individuálním stíněním každého páru kabelu.
- S/FTP (Shielded / Foiled Twisted Pair) – má vnější stínění kovovým opletem a navíc fóliové stínění každého páru.
- SF/FTP (Shielded Foil + Foiled Twisted Pair) – nejvyšší úroveň stínění používaná u kroucených párů. Kabel je současně stíněný fólií a kovovým opletem a každá pár je navíc chráněna vlastním fóliovým stíněním. Kabely SF/FTP se používají především v nejnáročnějších instalacích požadujících nejvyšší kvalitu přenosu.
Klíčové parametry – izolační materiál, normy a bezpečnost.
Výběr správného průmyslového Ethernet kabelu závisí nejen na parametrech přenosu, ale i na podmínkách, ve kterých bude kabel pracovat. V průmyslových aplikacích mají zvláštní význam vlastnosti materiálů použitých k výrobě vnějšího pláště.
V tomto ohledu značka Belden nabízí široký výběr dostupných řešení:
- TPE (z ang. Thermoplastic Elastomer) – termoplastický elastomer, materiál kombinující vlastnosti termoplastů a elastomerů. Vyznačuje se vysokou pružností, odolností proti opakovanému ohýbání a dobrou mechanickou odolností. Díky těmto vlastnostem je často používán v kabelech pro pohyblivé aplikace.
- LSZH (z ang. Low Smoke Zero Halogen) – bezhalogenový materiál s nízkou emisí kouře. Materiál, který při spalování neuvolňuje halogeny a zároveň omezuje množství vyprodukovaného kouře. Používá se zejména tam, kde je důležitá zvýšená požární bezpečnost.
- FEP (z ang. Fluorinated Ethylene Propylene) – fluoropolymer charakterizovaný velmi dobrou chemickou odolností, vysokou tepelnou stabilitou a vynikajícími izolačními vlastnostmi. Tento materiál se používá v náročných prostředích, kde může kabel být vystaven agresivním látkám nebo zvýšeným teplotám.
- PE (z ang. Polyethylene) – materiál s velmi dobrými izolačními vlastnostmi, vysokou odolností vůči vlhkosti, UV záření a mnoha chemickým faktorům. Díky své trvanlivosti a odolnosti vůči prostředí je často používán v kabelech určených pro venkovní použití.
- PO (z ang. Polyolefin) – skupina plastů zahrnující mimo jiné polyethylen a polypropylen. Tyto materiály mají nízkou absorpci vlhkosti, dobrou chemickou odolnost a stabilní elektrické vlastnosti.
- PUR (z ang. Polyurethane) – materiál s velmi vysokou odolností vůči oděru, olejům, mastnotám a mechanickému poškození. Zůstává pružný i za náročných pracovních podmínek, proto je často používán v průmyslových kabelech vystavených intenzivnímu používání, pohybu a častému ohýbání.
- PVC (z ang. Polyvinyl Chloride) – populární materiál používaný pro výrobu izolací a plášťů kabelů. Poskytuje dobrou mechanickou odolnost, pružnost a ochranu proti vlivům prostředí. Díky příznivému poměru vlastností k ceně je široce používaný ve standardních průmyslových aplikacích.
V nabídce Ethernet kabelů značky Belden dostupných v TME jsou také kabely s certifikací UL (Underwriters Laboratories). Kabely s označením UL mají zvláštní význam v průmyslových aplikacích, kde je požadována vysoká úroveň bezpečnosti a shoda s mezinárodními standardy.
Je třeba mít na paměti, že označení UL je umístěno pouze na kompletním továrním balení produktu. V případě nákupu kabelu prodávaného na neobvyklé délky nebo v konfekcionované formě nemusí být toto označení přímo na kabelu, přestože daný základní produkt má příslušnou certifikaci.
Řešení Belden v katalogu TME
Nabídka značky Belden je samozřejmě mnohem širší než Ethernet kabely pro průmyslové aplikace uvedené v článku. Výrobce již dlouhá léta vyvíjí komplexní řešení pro přenos signálů a dat, nabízející kabely určené jak pro průmyslovou automatizaci, řídicí systémy, telekomunikační instalace, tak i audio-vizuální aplikace. V katalogu TME je k dispozici široký výběr produktů Belden, což umožňuje vybrat správné řešení jak pro jednoduché instalace, tak pro náročné průmyslové projekty, kde je klíčová spolehlivost, odolnost vůči prostředí a stabilita přenosových parametrů.
Mezi řešeními značky Belden stojí za zmínku například:
