Kabely pro všechny případy
 | |
| Kabely pro všechny případy Ing. Karel Krejza, produktový manažer, LAPP KABEL s. r. o., Holešov Vlastnosti kabelu jsou u průmyslového Ethernetu jedním z nejdůležitějších témat. Na rozdíl od čistého prostředí v kanceláři je kabeláž u průmyslového Ethernetu vystavena působení mechanické, chemické a tepelné zátěže. Lapp Group, výrobce vysoce flexibilních napájecích, ovládacích, datových a optických kabelů a průmyslových konektorů, se ve spolupráci se zákazníky vyrovnal s požadavky průmyslového Ethernetu velmi brzy a nabízí průmyslu již mnoho let kabelová řešení zhotovená „na míru„. Jak všechno začalo… Krátké ohlédnutí: Vývoj technologie Ethernetu začal v kalifornském Xerox Palo Alto Research Centeru (PARC). Dr. Robert Metcalfe realizoval v roce 1973 síťové připojení tiskárny pomocí Ethernetu. Zpočátku pouze s rychlostí přenosu dat asi 3 Mbit·s–1, která ovšem v roce 1983 vzrostla u tzv. Ethernetu pro kancelářské prostředí na 10 Mbit·s–1 a byla standardizována v normě IEEE 802.3. Rychlost přenosu dat byla dále zvýšena v roce 1995 u tzv. rychlého Ethernetu (Fast Ethernet) na 100 Mbit·s–1 a v roce 1998 u tzv. gigabitového Ethernetu na 1 000 Mbit·s–1, tedy 1 Gbit·s–1.  Obr. 1. Příklady kabelů Etherline pro průmyslový Ethernet od společnosti LAPP KABEL Z hlediska kabelové techniky byly zpočátku používány koaxiální kabely 10base5 (yellow cable, žlutý kabel) a 10base2 (thin cable, tenký kabel), které byly přibližně od roku 1990 v maximální míře nahrazovány kabely s kroucenými páry (twisted pair) a optickými kabely. Zatímco rychlý Ethernet (100 Mbit·s–1) vystačí se dvěma páry žil, pro přenos 1 000 Mbit·s–1 je nutné použít již čtyři páry. Kabely s kroucenými páry pro průmyslový Ethernet odpovídají elektrotechnicky minimálně kabelům LAN CAT.5e, známým z kancelářské oblasti. Požadavky na kabely Na kabely pro průmyslový Ethernet působí tato zatížení:
Tato zatížení se zpravidla nevyskytují izolovaně, ale často ve vzájemné kombinaci. Ve středu zájmu vývojářů kabelů je proto nejen konstrukce kabelu, ale především materiál vnějšího pláště. Lapp Kabel garantuje, že kabely všeho druhu (nejen kabely pro průmyslový Ethernet) vyhovují požadavkům pro použití v průmyslovém prostředí. Všechny požadavky (např. způsobilost pro použití ve vlečných řetězech, odolnost proti torznímu namáhání, odolnost proti určitým kapalinám apod.) jsou prokazovány před zavedením kabelu do výroby ve vlastních firemních laboratořích a testovacích zařízeních ve Stuttgartu a ve výrobním závodě ve Forbachu (Francie). Výsledky vykonávaných zkoušek odolnosti (proti olejům, chladicím nebo mazacím kapalinám apod.) jsou ukládány v elektronické podobě a poskytují tak rychlé a konkrétní informace.  Obr. 2. Ilustrační foto Ve Forbachu je i zkušebna, ve které je možné vykonávat zkoušky odolnosti kabelů proti požáru podle IEC 60332-1 (test Bunsenovým hořákem) a IEC 60332.3 (test svazku kabelů v peci). Tyto zkoušky jsou povinné především u kabelů, které jsou použity ve veřejných budovách (školy, nemocnice, sportoviště apod.), ve výtazích a na lodích. Všude ve zmíněných prostředích musí být zaručena definovaná odolnost výrobku proti plameni. Ethernet, nebo Profinet… Nabídka Lapp Group pro Ethernet, resp. průmyslový Ethernet, je důsledně budována a vylepšována. Již mnoho let obsahuje dodávkový program všeobecně známé kabely 10base5 a 10base2 pro kabeláž Ethernetu v kancelářích. Následovaly dvoupárové a čtyřpárové kabely pro průmyslový Ethernet s průřezy AWG24 a AWG26, které Lapp Kabel dodává pod ochrannou známkou Etherline (obr. 1 a obr. 2). K dispozici jsou různé varianty pro pevné uložení, flexibilní a vysoce flexibilní použití, stejně jako typy s nejrůznějšími materiály vnějších plášťů. Mezitím se v průmyslové automatizaci pro všechny aplikace stále více etabluje technologie Profinet s průřezy vodičů AWG22 pro dosažení délky segmentu 100 m (stejně jako v kancelářích) také u flexibilních a vysoce flexibilních aplikací. Profinet u kabelů rozlišuje typ A (pevně uložené), typ B (flexibilní použití) a typ C (vysoce flexibilní použití). Konstrukce měděného jádra vodičů sahají od pevné (plné) verze (typ A), přes lankové verze složené ze sedmi drátů (typ B) až k lankovým verzím z devatenácti jemných drátů (typ C). Čím více jemných drátů jádro obsahuje, tím větší je jeho flexibilita. Velmi důležité jsou ale také další parametry, jakým je např. délka zkrutu. Také pro Profinet nabízí Lapp Group kvalifikovaný dodávkový program. V současné době jsou vyvíjeny a testovány varianty odolné proti torznímu namáhání, které jsou vhodné pro použití u průmyslových robotů. Program doplňují rovněž speciální typy kabelů, jako např. armovaná verze, flexibilní hybridní varianta (s žilami pro napájení) a typ A s ochranou proti hlodavcům (obr. 3).  Obr. 3. Kabel typu A s ochranou proti hlodavcům pro Profinet Kabeláž pro průmyslový Ethernet může být realizována také s optickými kabely. Zde je jedním z důležitých faktorů materiál optických vláken, který zásadně ovlivňuje dosažitelnou vzdálenost přenosu. Plastová vlákna POF (Polymer Optical Fibre, polymerové optické vlákno) je možné použít pro krátké vzdálenosti do asi 50 až 60 m, skleněná vlákna s plastovým obalem PCF (Polymer Cladded Fibre, vlákno s polymerovým povlakem) do vzdálenosti přibližně 500 m, klasická skleněná vlákna GOF (Glass Optical Fibre, skleněné optické vlákno) podle použití až do vzdálenosti 4 km. Při kombinované kabeláži (měděné a optické kabely) jsou k převodu z jednoho přenosového média na druhé využity převodníky. To přichází např. v úvahu, má-li být kabeláž vedena silným elektromagnetickým polem. V tomto úseku se používají kabely s optickými vlákny, které jsou k elektromagnetickému rušení necitlivé. Co se týče délky kabeláže, vychází se stále z normy EN 50173 Informační technologie – Univerzální kabelážní systémy, resp. ISO/IEC 11801 pro tzv. strukturovanou kabeláž, ve které se hovoří o 90 m v horizontální oblasti a o 2 × 5 m v oblasti pracoviště, tzn. celkem o 100 m. Analogicky k této normě je očekáván návrh na průmyslové prostory od CENELEC v EN 50173-3 (Information technology – Generic cabling systems – Part 3: Industrial premises, Informační technologie – Univerzální kabelážní systémy – Část 3: Průmyslové prostory) a celosvětově v ISO/IEC 24702, které se vyznačují paralelami ke kabeláži v kancelářích. Možná délka kabeláže je ovšem určena nebo omezena druhem a počtem použitých aktivních a pasivních prvků, jako jsou např. switche (přepínače) huby (rozbočovače), převodníky a konektory. Průmyslový Ethernet versus provozní sběrnice Často je kladena otázka, zda průmyslový Ethernet vytlačí nebo nahradí etablované systémy provozní sběrnice. Jednoduchá odpověď neexistuje. Podle aplikace a požadavků je upřednostňováno jedno nebo druhé řešení. Technologie provozní sběrnice je vyzrálá, stále ještě cenově příznivější a mnoho uživatelů jí již dlouhou dobu důvěřuje. Přesto nepochybně bude průmyslový Ethernet v brzké budoucnosti stále důležitější, a to především jako perspektivní varianta u nových investic. Trh bude ovšem akceptovat jen takové systémy průmyslového Ethernetu (např. Profinet), jež mohou být zapojeny do etablovaných provozních sběrnic. LAPP KABEL s. r. o. | |