Was ist Profinet Cable?
Aug 11, 2023
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1. Was treibt die Entwicklung von industriellen Feldbussen in Richtung Profinet -Kabel an?
In den letzten Jahrzehnten hat die Ethernet -Technologie die Spielregeln in verschiedenen Branchen kontinuierlich verändert, von frühen lokalen Netzwerken (LANs) bis hin zu späteren Breitbandnetzwerken bis hin zum gegenwärtigen Internet. Derzeit werden die Schlüsselkomponenten der Ethernet -Technologie in Fieldbussen für industrielle Kontrollbusse eingesetzt, wodurch die Entwicklung und Weiterentwicklung des gesamten Ökosystems für die Produktionsindustrie vorgenommen wird.
Tatsächlich sind seit vielen Jahren die traditionelle Ethernet -Technologie und das TCP/IP -Protokoll bereits in Netzwerkinformationssystemen von Unternehmen und Workshops sowie in Produktions- und Betriebsmanagementsystemen in der Fertigungsbranche weit verbreitet. Sie wurden jedoch selten für die Interaktion und Kommunikation von Kontrolldaten und Informationen innerhalb der tatsächlichen Maschinengeräte und Produktionsleitungen verwendet.
Die Kommunikation zwischen Maschinencontrollern selbst (wie SPS, IPCs usw.) und ihren Aktuern (wie Laufwerken, Motoren usw.) und Sensoren erfordert immer die Verwendung deterministischer Feldsteuerungsbusse. Die Verwendung des herkömmlichen TCP/IP-Protokolls kann jedoch die deterministischen Echtzeit-Anforderungen an die Kommunikation von der Maschinensteuerung bis zu Sensoren und Aktuatoren nicht erreichen und erfüllen, was es als Kontrollschichtbus für Industriegeräte ungeeignet macht.
In der Ausrüstungsindustrie haben Maschinenhersteller (wie diejenigen, die CNC -Maschinen, Halbleitergeräte usw. produzieren, den Wert der Wiederverwendung von Hardwarekomponenten, die in TCP/IP -Netzwerken konfiguriert sind, jedoch erkannt. Aufgrund des explosiven Wachstums des Internets wurde ein weit verbreiteter technischer Standard für Ethernet -Kommunikationskomponenten (wie Kommunikationskarten, Kabel, Anschlüsse usw.) erstellt, wodurch die Kosten erheblich gesenkt werden. Diese Netzwerk -Schnittstellenkarten (NICs) und TCP -Kabel kosten nur einen Bruchteil herkömmlicher Industrie -Feldbus -Kabel und Datenerfassungskarten (DAQ -Karten). Daher kann die Wiederverwendung solcher Ethernet -Hardware im Vergleich zur traditionellen Konfiguration spezialisierter industrieller Feldbusse Unternehmen helfen, eine erhebliche Menge an wirtschaftlichen Kosten zu sparen.
Die wirtschaftlichen Vorteile der Einführung von Ethernet als Feldbus sind unbestreitbar, da Ethernet -Komponenten die Systemkosten erheblich senken und gleichzeitig eine hervorragende Vielseitigkeit aufrechterhalten können.
Wenn beispielsweise ein proprietäres Feldbus eingesetzt wird, müssen Roboterhersteller eine vollständige Reihe von Kontrollsystemkomponenten von einem einzigen Lieferanten kaufen: Dedizierte E/A -Module, Servo -Laufwerke, Motoren, teure Kabel, Anschlüsse usw.
Durch die Verwendung von Ethernet-basierten Standard-Kommunikationsprotokollen können E/A-Module durch universelle Ethernet-Schnittstellen ersetzt werden, können spezielle Buskommunikationskabel mit normalem CAT5 (Kategorie 5) ersetzt werden (Kategorie 5).verdrehte Pair Kabel, und wenn die Netzwerkstandards mehrere Lieferanten unterstützen können, werden die Kosten für Servo Drive -Systeme ebenfalls erheblich reduziert.
Gleichzeitig wird die Verbindungsgeräte -Systemkomponenten mit Ethernet einfacher. Zum Beispiel im Vergleich zur Verwendung komplexer spezialisierter Buskommunikationskabel für Gerätecontroller und elektrische Komponenten unter Verwendung von CommonCat5 -KabelÄhnlich wie bei Computern für Heim-/Büro bei der Verbindung mit dem Internet wird das Management der Geräte und Wartung erleichtert. Diese Vorteile sind nur ein Teil der wirtschaftlichen Vorteile, die durch Ethernet -Technologie erzielt werden.
Die Branche erkannte schnell, dass trotz TCP/UDP/IP-Protokollen die von industriellen Steuerungssystemen geforderte Echtzeit-deterministische Reaktion, die allgegenwärtige und kostengünstige Ethernet-Hardware, einschließlich Netzwerk-Schnittstellenkarten (NICs) und Cat5-Ethernet-Kabel, angewendet werden konnten, um die erforderlichen realen Reaktionsanwendungen für Kontrollanwendungen bereitzustellen.
Was wir brauchen, ist ein neues Echtzeit-Kommunikationsprotokoll, das die physikalische Hardware-Hardware-Schicht des Ethernet verwenden und gleichzeitig in der Verbindung und Kommunikation zwischen Gerätecontrollern und allen Sensoren und Aktuatoren innerhalb der Geräte in Echtzeitdeterminismus sicherstellen kann.
Seit Beginn dieses Jahrhunderts haben die bekannten bekannten Industrieautomationshersteller mindestens fünf verschiedene Echtzeit-Ethernet-Kommunikationsprotokolle wie Ethernet/IP, EtherCat, PowerLink, Profinet und Sercos III eingeführt. Sie werden alle als "Standards" gefördert und behaupten, die Wiederverwendung von Ethernet-Protokollen oder Hardware zu ermöglichen und die Baukosten von Echtzeit-Steuerungssystemen zu senken.
Das Vorhandensein mehrerer potentieller "Standard" -Th-Protokolle könnte auf einen erheblichen Grund zurückzuführen sein: Jeder Hersteller verfügt über unterschiedliche technische Methoden, um die Wiederverwendung von Ethernet-Hardwarekomponenten (wie Netzwerk-Schnittstellenkarten und Cat5-Kabeln) zu erreichen. Die Kosten für die Verbesserung der Maschinenleistung und die Ermöglichung der Datenübertragung und -interaktion, um echte deterministische Anwendungen zu unterstützen.
Das gleichzeitige Vorhandensein mehrerer potentieller "Standard" -Th -Ethernet -Protokolle haben möglicherweise auch einen weiteren Grund. Die führenden Hersteller der industriellen Automatisierung versuchen, die Ethernet -Technologie zu nutzen, um die Gesamtkosten ihrer Systemlösungen zu sparen. Durch die Erweiterung ihrer Produkt -Standards auf Ethernet können Kunden tatsächlich Vorteile und Wert aus der Ethernet -Technologie gewinnen. Langfristig bleiben sie jedoch in den proprietären Netzwerken der Hersteller eng festgelegt.
Darüber hinaus kann die Entstehung neuer Protokolle in der Tat dazu beitragen, die Ethernet -Technologie zu nutzen, um die bestehende Geräteleistung und -kosten zu übertreffen. Gleichzeitig werden Maschinenhersteller im Vergleich zu anderen herkömmlichen Industrie-Feldbus den richtigen Echtzeit-Ethernet-Feldbus-Standard für die Kosteneffizienz einen sehr merklichen Wettbewerbsvorteil erzielen.
Meanwhile, for machine manufacturers and equipment users, these factors might no longer be as crucial, as after years of promotion and popularization of industrial Ethernet technology and products, the challenges faced by users are no longer between choosing traditional industrial control buses and industrial Ethernet, but rather dealing with the fierce competition and the different values and advantages demonstrated by various industrial Ethernet protocol "standards" in the complex and crowded market. Es ist schwierig festzustellen, welcher "Standard" die richtige Wahl ist. Die Einführung eines falschen (unangemessenen) Protokolls als Standard könnte zu unnötigem Kostenverbrauch und zu einem Opfer von Wettbewerbsvorteilen aufgrund einer verringerten Leistung führen.
In Diskussionen über verschiedene Aspekte des industriellen Echtzeit-Ethernet werden einige scheinbar einfache Fakten oft übersehen. Bei der Auswahl der Netzwerkprotokollstandards geht es nicht nur um die technischen Spezifikationen und Attribute wie Leistung und Übertragungsrate, sondern umfasst auch Softindikatoren und Parameter im Zusammenhang mit Anwendungserfahrungen wie Benutzerfreundlichkeit, Offenheit, Unabhängigkeit, Risikovermeidung, Konsistenz, Interoperabilität, Langzeitverfügbarkeit und Systemverteilungsmerkmalen. Bei Kombination bestimmen diese Faktoren, ob ein Protokoll und ein "Standard" von Benutzern akzeptiert werden oder auf dem Markt beliebt werden können.
2. Eigenschaften vonProfinetKabel(Industrielle Ethernet -Kabel).
In den Ethernet -Verbindungen innerhalb des Industriesektors gibt es verschiedene Arten von Kabeln für verschiedene Verwendungsumgebungen, wie z. B. abgeschirmte Kabel oder ungeschützte Kabel. Diese Kabel können auch je nach Kabelmaterial variieren. Im Folgenden werde ich einen kurzen Überblick über häufig verwendete Kabel der Kategorie 5E (CAT 5E) in Industriequalität entsprechend den Anwendungsumgebungen geben, die sie ansprechen sollen:
2.1 Ultra-starken Schutzschutz
Katze 5e, Ultra-flexibler Purjacke, Doppelabschirm, 4 Paare von 26 AWG Twned-Paar-Leiter
Um Interferenzquellen in industriellen Umgebungen zu bekämpfen, verwendet dieses Kabel eine Aluminiumfolien-/Geflecht-Doppelschutzstruktur sowie eine Purmantel, die gegen Ultraviolett-Exposition (UV) und Schmiermittel auf Ölbasis resistent ist. Es ist besonders für industrielle Ethernet -Anwendungen mit starken elektromagnetischen Interferenzen (EMI) und Funkfrequenzinterferenz (RFI) geeignet.
2.2 Feuchtigkeit und UV -Widerstand
IP6 Outdoor-Bewertungskabel mit UV-resistenter Jacke, CAT 5E-Kabel
Diese Kabelserie verfügt über eine PE- oder TPE-Jacke mit Feuchtigkeit und UV-resistenten Eigenschaften, wodurch sie für Installationen im Freien geeignet sind, um Schäden durch Wasser und Sonnenlicht zu vermeiden. Einige Modelle ermöglichen sogar eine direkte Beerdigung, und bestimmte Typen sind für die Verwendung in der Verkabelung von Mobilfunkbasisstationen ausgelegt. Darüber hinaus verwenden die meisten Modelle feste Leiter, die mit IDC-Anschlüssen und modularen Anschlüssen leicht zu beenden sind, wodurch sie für die Stromversorgung von Ethernet (POE) gut geeignet sind.
2.3 hohe Flexibilität, Korrosionsbeständigkeit und Ölbeständigkeit
CAT 5E SF/UTP-Kabel, hochflexible CMX Flame-Retardant TPE-Jacke, 4 Paare von 26 AWG-gestrandeten Leitern
Diese einzigartige Reihe hochflexibler, geschützter Cat 5E -Kabel ist für herausfordernde Umgebungen ausgelegt, in denen reguläre Kabel möglicherweise nicht ausreichen. Es kann heftigen Bedingungen standhalten und brechen nicht aus, wenn es sich um Schmiermittel auf Ölbasis ausgesetzt ist. Damit ist es ideal für Roboterkontrollsysteme in Fabrikworkshops. Diese Kabel wurden ebenfalls getestet, um 10 Millionen Biegezyklen zu ertragen.
2.4 abgeschirmter Katze 5E-Kabel und ungeschütztes Katze 5e-Kabel
→ Natürlich kann man in industriellen Anwendungen nicht unbedingt auf extrem harte Bedingungen stoßen. Bei der Auswahl von Kabeln wird die Auswahl zwischen abgeschirmten und ungeschützten Typen im Allgemeinen als zuerst berücksichtigt:
2.4.1 Abgeschirmtes Cat 5E-Kabel von Industriequalität
Katze 5e, PVC, Folienschutz, 4 Paare gedrehte Paarleiter, 26 AWG
Mit einer Aluminiumfolie -Abschirmschicht und einem Erdungsdraht konfiguriert, widersetzt sich dieses geschützte verdrehte Paarkabel effektiv elektromagnetische Interferenzen (EMI) und Funkfrequenzinterferenz (RFI), die in Anwendungsumgebungen auftreten. Für eine stärkere Störung können Modelle mit Aluminiumfolie und geflochtener Abschirmung ausgewählt werden. Die Flame-Retardant-Serie verfügt über 24 AWG-Festleiter.
2.4.2 Industriegrades ungeschütztes Katze 5e-Kabel
CAT 5E UTP-Kabel, Riser-bewertete Jacke, 4 Paare von 24 AWG Solid Leiter
Aufgrund der Vorteile der Kosteneinsparungen und der einfachen Montage sind ungeschützte verdrehte Paarkabel die am häufigsten angenommenen Netzwerkkabel.
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