Bekijk alles in de categorie:

Profibus/profinetkabels voor industriële automatisering

2020-07-28

Profibus/profinetkabels

Door toenemende automatisering van de industrie zijn communicatienetwerken een onmisbaar element geworden voor een groeiend aantal bedrijven. De rol van de mens is steeds vaker beperkt tot toezicht, controle en onderhoud van automatisch werkende apparaten. De taken die worden gesteld aan industriële netwerken voor datatransmissie zijn aanzienlijk veeleisender dan in het geval van standaardnetwerken. Industriële netwerken werken met zowel kleine als grote hoeveelheden data en het is hun belangrijkste taak om in relatief korte tijd op veel niveaus te communiceren. Deze netwerken bestaan vaak uit een groot aantal netwerkapparaten die we meestal niet zien, maar toch integraal onderdeel uitmaken van de infrastructuur.

Hoe kies ik kabels voor een industrieel netwerk?

In dit artikel richten we ons vooral op kabels en hun eigenschappen en kenmerken. Voordat we echter verder gaan met kabelkenmerken is het noodzakelijk om ons enigszins te verdiepen in de communicatienetwerken die veel gebruikt worden in productiebedrijven. Iedereen die ooit in aanraking is gekomen met dergelijke netwerken is vast de namen Profinet en Profibus tegengekomen. Daarom bespreken we de kenmerken van deze netwerken en de manier waarop ze werken.

Profinetkabels voor industriële netwerken

Profinet is de algemeen gebruikte afkorting van Process Field Net en eigenlijk niets anders dan een communicatienetwerk, gebaseerd op de standaard Industrial Ethernet. Met Profinet is het mogelijk om 256 appraten te bedienen via communicatiewegen als: IRT (Isochronous real-time), isochrone realtimecommunicatie, RT (real-time) realtimecommunicatie en TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), transmissiecontroleprotocol. De keuze van het communicatiekanaal is vaak afhankelijk van het toekomstige gebruik van het netwerk. Het eenvoudigste model Profinetnetwerk bestaat uit minimaal één IO-controller, die zorgt voor besturing en verantwoordelijk is voor de gegevensverwerking, stations IO-device en één IO-device - een apparaat dat data levert aan de IO-Controller.

ETH-2170891

Bekijk de Profinetkabels

Profibuskabels voor industriële netwerken

Profibus is de afkorting van Process Field Bus en de standaard voor realtimenetwerken die bediening van 127 apparaten mogelijk maken. De communicatie is gebaseerd op een master/slave-relatie, waarbij de master het bovenliggende apparaat is dat beslist over het in- of uitschakelen van de onderliggende "slaaf". Het werkingsprincipe lijkt oppervlakkig gezien eenvoudig, maar vereist een nauwkeurig ontwerp van de werking van de apparaten in specifieke tijdsintervallen. De belangrijkste taak van het netwerk is het effectief verzenden van een groot aantal korte berichten en het minimaliseren van de tijd die nodig is voor hun verzending. De algemeen aanvaarde standaard Profibus kan worden onderverdeeld in Profibus PA (Process Automation), Profibus DP (Decentralized Peripheral) en Profibus FMS (Fieldbus Message Specification). Een Profibusnetwerk maakt gebruik van optische vezels of de interface RS485 als element voor signaaloverdracht.

PROFIBUS-L2-IN-GY

Bekijk de Profibuskabels

Keuze van kabels voor industriële netwerken

Voorwaarde voor een goed functionerend industrieel netwerk is niet alleen de keuze van de juiste bekabeling, maar ook de juiste plaatsing ervan. U moet er onder andere voor zorgen dat de invloed van elektromagnetische interferentie wordt geminimaliseerd door een adequate, veilige afstand te bewaren tussen de stroom- en voedingskabels en de kabels van het Profinet- en Profibus-netwerk, evenals de juiste bescherming ervan. Het is ook absoluut noodzakelijk om het risico op breuk of mechanische schade aan de kabels te elimineren, bijvoorbeeld door gebruik te maken van een kabelgoot of beschermende vlechten. De keuze van de juiste bescherming voor kabels en draden wordt vaak bepaald door de omgeving waarin ze gaan werken. U moet daarom de beveiligingen aanpassen aan de heersende omstandigheden. Op plaatsen waar de kans op mechanische schade het grootst is, moet u metalen goten of geleiders gebruiken. Zorg ervoor dat u de specifieke kabellengte in de segmenten en het aantal apparaten dat op het netwerk is aangesloten niet overschrijdt. Het is ook belangrijk u te houden aan de minimale buigradius en klitten en kruisende draden waar mogelijk te voorkomen.

De belangrijkste parameters bij het kiezen van kabels zijn:

Bedrijfstemperatuur - De technische specificatie van een kabel bevat meestal de maximale en minimale bedrijfstemperatuur, rekening houdend met de locatie van de kabel en mobiele of stationaire werkingsmodus. Neem dus kennis van deze temperaturen en voer metingen uit op de werkplek voordat u een keuze maakt. De meeste kabels uit het aanbod van TME liggen in het bereik van -20 tot 70°C.
Buigradius - zorg ervoor dat u de maximale buigradius niet overschrijdt, anders raakt de kern beschadigd en stopt de datatransmissie permanent.
Isolatiemateriaal - een van de sleutelparameters voor de eigenschappen en weerstand van kabels. Goed gekozen extern isolatiemateriaal beschermt de kabel tegen mechanische schade, chemische stoffen en weersomstandigheden bij buitentoepassingen. Het beschermt daarnaast ook de installatie door vlamvertraging. Het is de moeite waard om halogeenvrije materialen te overwegen die in hun structuur geen elementen bevatten zoals chloor, broom, jodium of fluor. Deze stoten geen giftige gassen uit die bij brand gevaarlijk zijn voor de mens. De meest voorkomende externe isolatiematerialen zijn: PUR (polyurethaan), pvc (polyvinylchloride), FRNC (vlamvertragend, niet-corrosief) of LZSH (halogeenarm, weinig rook), d.w.z. materiaal dat geen schadelijke gassen afscheidt.
Bouw van de afscherming - biedt directe bescherming van het signaal tegen externe storingen als gevolg van de nabijheid van werkende apparaten, de nabijheid van andere kabels, vaak stroomkabels, die de kwaliteit van het verzonden signaal beïnvloeden. Zowel de kabels zelf als de getwiste paren kunnen afgeschermd zijn. Veelgebruikte schermen zijn gevlochten koperdraad, extra verzilverd of vertind, maar ook aluminiumfolie, dat vaak extra versterkt is met een kunststoflaag. Om de effectiviteit van de afscherming tegen elektromagnetische interferentie te verhogen, is het niet ongebruikelijk om meerdere afschermingen tegelijk te gebruiken.
Categorie van de netwerkkabel die de bandbreedte en de snelheid van de datatransmissie bepaalt. Elke categorie heeft een specifiek bereik van de genoemde eigenschappen. Bijvoorbeeld: koperen kabels van categorie 7 (Cat 7) zorgen voor datatransmissie in de 1 tot 600 MHz-band, met snelheden tot 10 Gb/s, terwijl de veelgebruikte Cat 5e-kabels zorgen voor datatransmissie in de 1 tot 100 MHz-band met een snelheid van 1 Gb/s.
Andere, net zo belangrijke parameters zijn het aantal en de doorsnede van de aders en de buitendiameter van de kabel die een belangrijke rol speelt op krappe, moeilijk toegankelijke plaatsen en afhankelijk is van het aantal en de doorsnede van de aders, de gebruikte afscherming of het materiaal van de buitenisolatie.

Het aanbod van TME omvat veel kabels voor industriële communicatienetwerken. Dit zijn producten van erkende bedrijven als: LappKabel, HELUKABEL, HARTING, IGUS en BELDEN. De kabels zijn geparametriseerd en bevatten de nodige informatie die hun vergelijking en identificatie mogelijk maakt.