Hvilket datakabel er bedst til din industrielle applikation?

• Hvordan fungere et data kabel?
• Er alle data kabler ens?
• En sammenligning af kabelisolationsmaterialer
• Er datakabler og opladningskabler det samme?
• Kan et datakabel forårsage brand?
• Har et datakabel typisk parsnoede ledere?
• Almindelige fejl ved valg af Industrial Ethernet- eller BUS-kabel
• Leverandør af datakabler i nærheden af mig

Enkelt sagt er et datakabel et kabel, der bidrager til kommunikation. Så enhver overførsel af data kræver et specialiseret datakabel for at gøre arbejdet rigtigt. Der er dog forskellige strukturer, størrelser og materialer, der udgør datakabler til forskellige formål. Der er f.eks. to hovedledere: kobber og fiberoptik.

I denne artikel vil vi udforske datakabler, brugssituationer og hvilket datakabel, der er bedst for dig.

I al sin enkelhed fungerer det efter samme princip som at lede elektricitet. En strøm sender spændinger fra en sendeenhed til en modtageenhed. Det, der gør et datakabel anderledes, er, at det overfører en række 1'ere og 0'ere (binær kode). Koden bevæger sig med to spændinger (0V og 5V for at repræsentere det binære) og bliver konverteret i den anden ende.

Dette er processen for kobberkabler. Hastigheden og mængden, som overføres via et kobberdatakabel, er reguleret af Ethernet-standarder.

Fiberoptiske datakabler er meget ens. Men i stedet for at sende en strøm ved hjælp af to forskellige spændinger, sender disse kabler lysimpulser. Det svarer til at tænde og slukke for en lommelygte, hvor tændt står for 1 og slukket står for 0 i binære tal. Fordelen ved fiberoptiske kabler er deres dataoverførselskapacitet. Da lys bevæger sig hurtigere end elektricitet, er fiberoptiske kabler hurtigere!

Vellykket dataoverførsel er afhængig af kablets konstruktion. En solid ledning med en rund og ensartet diameter giver den bedste ydelse. Desuden foretrækkes konstruktion i henhold til AWG, da det resulterer i en rund leder. Metriske kabler har på den anden side en sammenfiltret konstruktion, som fører til varierende kapacitet og forringet datatransmission.

Ikke alle datakabler er ens. Datakabler af kobber har f.eks. forskellige typer. Der er lavfrekvens-, koaksial-, telefon-, BUS-, Ethernet- og mikrobølgekabler. Når det er sagt, er mikrobølgekabler til specialiserede applikationer, der har brug for transmission i gigahertz.

Generelt er datakabler med lav kapacitet. Det betyder, at der kun samles lidt energi i kablet under overførslen. Vi ønsker, at den skal være lav, fordi elektrisk energi påvirker signalkvaliteten. Vi bruger specifikke isoleringsmaterialer for at opnå denne lavkapacitetsstatus. BUS- og Ethernet-kabler bruger f.eks. PE eller PP, som har en høj isoleringsevne.

Hvis du vil vide, hvilket materiale der giver en god isolering, er det dem med en lav dielektrisk konstant (εr). Jo lavere denne værdi er, jo bedre er isoleringen, jo lavere er kapaciteten, og jo bedre er signalkvaliteten. Det er også grunden til, at man kan bruge tyndere isoleringsmaterialer, hvis den dielektriske styrke er den samme.

*Afhænger af de anvendte flammehæmmere

Enhver elektrisk komponent risikerer at brænde, selv i det mindste omfang. Faktisk siger BASEC, at der udbryder omkring 51.000 elektriske brande hvert år. Den tredje største årsag er en fejl i den elektriske distribution. Andre årsager er bl.a:

• Brug af billigere materialer
• Ikke at bruge kabler med lav røgudvikling
• Ikke at bruge flammehæmmende kabler
• Ikke at bruge brandsikre kabler
• Ikke at foretage vurderinger af brandsikkerhed
• Brug af procedurer under standard

Når det er sagt, anses datakabler for at udgøre en meget lav risiko for at forårsage brand. Det skyldes, at et dataoverførselskabel har lav kapacitet.

For at sikre, at dine datakabler har et højt sikkerhedsniveau, bør du købe dem direkte fra producenten. Hos HELUKABEL er alle vores kabler f.eks. fremstillet i henhold til ekstremt høje standarder som DIN VDE. Det sikrer, at vores produkter konsekvent produceres, så de fungerer effektivt og minimerer fejl.

I de fleste private og kommercielle sammenhænge har et datakabel typisk parsnoede ledere. Men industrielle anvendelser kræver noget lidt mere robust.

Industrielle dataoverførselskabler som PROFInet , EtherCAT og SERCOS III har stjernekvadratformationer. Det betyder, at de har to snoede par af kerner, der er snoet i en rund form. Fordelen ved dette er lille eller ingen forskel i transittid. Det er bemærkelsesværdigt, at modsatte kerner i stjernekvadraten danner det elektriske par; hvis denne regel ignoreres, fører det til ændret near-end crosstalk (NEXT).

Parsnoede ledere er på den anden side meget mere almindelige. Men det betyder ikke, at de er bedre. De enkelte snoede par kræver forskellige lægningslængder på grund af afkoblingen. Hvis man så bruger det forkerte parsnoede kabel, går det ud over transmissionskvaliteten og -varigheden.

Som vi allerede har konstateret, har alle datakabler deres egne karakteristika. Det betyder, at din industrielle applikation vil have særlige krav til datakabler. Det kan være skadeligt at vælge de forkerte krav, men her er fire måder at reducere risikoen på:

1. Vælg ikke lavfrekvente kabler til højfrekvente applikationer

Dette er en almindelig årsag til fejlfunktion. Selv om lavfrekvente kabler har lav kapacitet, har de en anden karakteristisk impedans end den, der kræves af Ethernet-standarderne. Problemet er, at i lavfrekvente datakabler er alle par lagt i parallelle tråde, og alle lægningslængder er de samme. Ethernet-kabler til højfrekvente anvendelser kræver optimal afkobling, som opnås ved forskellige trækningslængder.

2. Vælg ikke en Twisted-Pair i stedet for en Star Quad

Konfigurationsreglerne skal overholdes. Hvis det elektriske par f.eks. ikke er diagonalt i en stjernequad, ændres NEXT og den karakteristiske impedans. Denne ændring fører til lavere transmissionskvalitet. Selv skærmede sensorkabler med fire kerner er ikke egnede til højfrekvente industrielle anvendelser. Kerneisoleringens styrke er ikke beregnet til Ethernet, og strengene er ikke helt runde. Det resulterer i uegnet karakteristisk impedans, NEXT og dæmpning.

3. Bestil ikke et for langt kabel eller en for lille diameter

Ifølge Ethernet-standarderne skal der bruges en repeater efter maks. 100m. Den modtager et svagt signal, men sender igen med fuld styrke. Du kan finde segmenter, der er længere end dette, men de er ikke fremstillet i henhold til standarderne. Desuden kan lange segmenter føre til uønskede effekter som højere temperaturer, ældning af kablet og andre defekter. Og så er der diameteren; tyndere kabler med AWG 26-diametre er begrænset til 60-70 meter. Det er vigtigt at huske, at hvert stik er en samling, der forårsager tab via dæmpning og refleksion, hvilket reducerer rækkevidden.

4. Anvend ikke det forkerte stik

Mange Ethernet-applikationer bruger ikke-standardiserede og uprøvede stik. For eksempel en D-Sub eller M12, som er A-kodet med et 8-polet design. De overfører data, men kvaliteten reduceres betydeligt på grund af den lavere NEXT, der skyldes placeringen af den midterste pin. Standarder for individuelle kabler tillader data- og strømoverførsel i et hybridstik. F.eks. PROFInet, EtherCAT eller SPE (Single Pair Ethernet). Disse overholder enten IEC-normerne, har en passende evaluering eller er ved at blive standardiseret.

Når du er på udkig efter specialiserede kabler til din industrielle anvendelse, er det altid bedst at se på standarderne. Der er en grund til, at de findes. De forhindrer fejl og funktionsfejl, samtidig med at man undgår sundheds- og sikkerhedsrisici og opretholder komponenternes levetid.

Når det drejer sig om dine datakabler, skal du være opmærksom på kabeltype, segmentlængde, antal stik og forskellige diametre. Overvej også aldring af forbindelseskomponenter, fordi de også kan reducere transmissionskvaliteten.

Med 45 års erfaring er HELUKABEL ekspert i forbindelsesteknologi. Vores teams står altid til rådighed for at hjælpe dig med at vælge det rigtige industrielle Ethernet- eller BUS-kabel til din industrielle applikation.