Maximizando a disponibilidade do cabeamento
Com a migração do Profibus para o Profinet, os ambientes industriais estão se tornando mais conectados através da Ethernet Industrial, o que reduz custos e simplifica a interconexão. Ao mesmo tempo, a natureza única do chão de fábrica traz novos desafios ao ambiente Ethernet.
Pesquisas mostram que mais da metade das falhas de Ethernet industrial estão relacionadas ao cabeamento, que inclui não apenas o “cabo”, mas também os “conectores”, e podem ser difíceis de solucionar. Os fornecedores desenvolveram cabos e conectores especializados que podem operar em ambientes industriais, no entanto, problemas de cabeamento podem aparecer durante o processo de inicialização, enquanto outros podem permitir que a conexão funcione corretamente até que algo acidentalmente cause falhas de comunicação.
Quer você seja um engenheiro de planta de controle, um técnico ou um eletricista e responsável por sistemas e processos industriais para funcionar de forma eficiente, você sabe que qualquer atraso ou paralisação da produção pode ser caro.
A compreensão completa dos princípios de cabeamento Ethernet Industrial é uma necessidade para prevenir problemas de Ethernet Industrial. Aqui está um breve resumo desses princípios:
Tipos de conectores comuns:
Conectores projetados especificamente para ambientes industriais, pois podem ser um ponto de entrada (por exemplo, umidade) e ser resistentes a choques e vibrações. Os conectores Ethernet industrial mais comuns são os seguintes: conectores RJ45 (2 pares ou 4 pares), M12-D (2 pares) e M12-X (4 pares).
Configuração de cabeamento Ethernet industrial:
No mundo da construção comercial, as terminações geralmente são RJ45-RJ45, enquanto com Ethernet industrial podemos encontrar várias variações. Uma configuração de cabeamento industrial comum pode ter o mesmo conector em ambos os lados (RJ45-RJ45 ou M12-M12), mas pode ter um RJ45 em uma extremidade e um conector M12 conectado na outra extremidade.
Padrões de teste e pino de cor:
Existem vários padrões para testar o cabeamento, e cada um de seus padrões tem suas próprias especificidades: TIA-1005 (normalmente usado nos EUA, mas vemos na Europa também), ISO 11801-3 (Padrão Internacional)
Métodos de teste de cabeamento:
Existem dois métodos de teste principais, dependendo se estão incluídos os conectores na extremidade do cabo ou não.
Teste de ponta a ponta ( ou link permanente ) :
O Inclui todos os conectores, inclusive os da ponta do cabo.
Teste de canal:
O Inclui todos os conectores, exceto os conectores na extremidade do cabo (ambos).
Padrões de cabeamento industrial
Ao projetar e implantar uma planta de cabos Ethernet industrial, é imperativo seguir os padrões de cabeamento da indústria. Embora os padrões específicos da indústria possam precisar ser seguidos , os padrões de cabeamento primário como ANSI / TIA-1005 padrão de infraestrutura de telecomunicações para instalações industriais e ISO / IEC 11801 Tecnologia da informação – Cabeamento genérico para instalações do cliente são críticos para garantir o planejamento e instalação adequados da planta de cabos. Além de especificar cabos e conectividade reconhecidos, distâncias de cabeamento e configurações, esses padrões incorporam especificações MICE para definir as condições ambientais potenciais que se aplicam ao cabeamento.
O padrão MICE descreve as características de mecânica, entrada, climática / química e eletromagnética para três graus de aspereza – nível 1 para ambientes de escritórios comerciais diários, nível 2 para ambientes industriais leves e nível 3 para ambientes industriais. As tabelas MICE incluídas nos padrões fornecem parâmetros específicos para cada característica, como vibração (mecânica), imersão (entrada), temperatura (climática) e descarga eletrostática (eletromagnética). É importante notar que o nível de aspereza pode variar para cada característica. Em teoria, um usuário poderia ter um ambiente de Nível 3 para Mecânico, Nível 2 para Ingresso e Nível 1 para climático e eletromagnético (ou seja, M3I2C1E1).
Quando se trata dos componentes que compõem a planta de cabos, as tabelas MICE podem ser usadas para orientar a seleção do produto e garantir o desempenho. Por exemplo, os cabos podem precisar ser blindados para evitar interferência eletromagnética (EMI) ou exigir materiais de revestimento que podem suportar temperaturas extremas. Os conectores passam por um escrutínio especial, pois podem ser um ponto de entrada e podem precisar ser selados para proteção. Eles também podem ou são capazes de suportar vibração constante. Por exemplo, os conectores de travamento da série M (por exemplo, M12) são comumente usados para Ethernet industrial porque apresentam uma conexão do tipo parafuso de travamento que não se solta devido à vibração.
Certificação de cabeamento ethernet industrial
O teste de certificação após a instalação é fundamental para garantir que a planta de cabos esteja em conformidade com os padrões da indústria e atenda a todas as especificações exigidas. É realmente a única maneira de garantir que a rede funcione corretamente. Ele também pode ajudar a identificar componentes com defeito e normalmente é necessário para a garantia do fornecedor no sistema de cabeamento.
Qualquer empresa de cabeamento contratada para instalar a planta de cabeamento deve ser obrigada a realizar testes de conformidade e fornecer resultados documentados para cada link de cabo. Também deve garantir a utilização de equipamentos calibrados. O ideal é que qualquer pessoa realizando o teste de certificação deva garantir que o testador possatestar os padrões de cabeamento específicos como TIA-1005 e fornecer suporte para conectividade industrial (ou seja, série M e futuros conectores SPE). Alguns dos principais parâmetros de desempenho medidos durante o teste de conformidade incluem:
Mapa elétrico
O requisito mais básico para o cabeamento é que os pinos de uma extremidade sejam conectados aos pinos corretos da outra extremidade para garantir a continuidade. Isso é verificado durante o teste de mapa de fiação que testa abertura, curto-circuito, pares invertidos, pares cruzados e pares divididos.
Comprimento
As aplicações Ethernet industrial são limitadas a um comprimento específico. Cabos muito longos podem fazer com que o sinal seja muito fraco para alcançar a extremidade oposta. A Ethernet também é projetada para esperar respostas dentro de um determinado período de tempo e o atraso causado pelo comprimento excessivo pode interferir com esse tempo, o que é especialmente uma consideração para aplicações industriais sensíveis ao tempo.
Diafonia
Esta é uma medida da interferência eletromagnética entre pares dentro de um cabo – os sinais transmitidos em um par podem interferir com os sinais em outro e causar falhas.
Integridade da blindagem
Muitos cabos Ethernet industriais incorporam uma blindagem para reduzir EMI, mas para que a blindagem funcione de forma eficaz, o cabo deve ser blindado ao longo de todo o caminho. Isso é verificado por meio de testes de integridade de blindagem.
Perda de conversão transversal (TCL)
Esta é uma medida da capacidade de um cabo de transmitir sinais iguais (balanceados) em ambos os fios de um par. Se os sinais forem desiguais, o ruído externo pode causar interferência e distorcer o sinal. O TCL pode ajudar a determinar se um cabo é suscetível a EMI, razão pela qual TIA e ISO incluem parâmetros TCL para o “E” em MICE para cada nível (E1, E2, E3).
O teste de certificação de cabeamento industrial também é a melhor maneira de evitar o tempo de inatividade e resolver problemas rapidamente durante a solução de problemas.
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