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您的以太网电缆坚韧吗?
浏览: 发布日期:2018-03-06 10:39:50

  编者按:以太网是网络中无可争议的霸主,近些年来它一直牢牢占据着商业办公环境的领地,而控制和自动化领域也正在朝着这一开放式的、基于标准的技术发展。然而,您是否以为接待前台所采用的电缆也可以满足工业过程控制和自动化技术环境的苛刻要求呢?

  您是否有过工作环境与您处处作对的经历?但如果您也和电缆处处作对,比如偏偏要在电缆上行走,则可能会造成数据传输错误或网络延迟;或者在电缆上面驾驶,则可能会损坏整条电缆。对此,普通商用电缆甚至没有幸免的可能。

  事实上,市场流行的普通商用5e类非屏蔽双绞线(UTP)以太网电缆以工业标准来衡量是十分脆弱的,除了可能受到明显的物理损害,还存在更加隐蔽的、不可见的电磁/射频干扰。

  用过大的力牵拉商用级UTP会拉长电缆。

  物理损害

  商业标准规定最大拉力为25磅(11.35公斤),例如拉线前,电缆为100英尺; 拉线后,可能变成100英尺2英寸!电缆的拉长会造成过多的信号损失(衰减)和信号延迟,将直接限制电缆可能铺设的距离。再有,当搬运电缆时,双绞线可能会散开,改变线对导线中心间的间距,造成不平衡。这样一来,线对间将具有更多的耦合作用(串扰)、信号回波传送(回损),会更加容易受到周围电磁/射频干扰的影响。这些因素中的任何一个都可能会引起电缆传输数据的丢失,造成工业过程中断或安全问题。据悉,粘连线对技术可以防止线对的开散,保证了电缆的设计性能。每一线对的绝缘导体都沿整条电缆物理地粘连在一起,无论您如何搬运,即使在安装时,线对也不会被无意分开,同时还增加了机械强度,除了机械稳定性外,还提高了耐拉程度。

  极端低温会使电缆变硬、变脆,极高的温度可能会使电缆中所使用的塑料性能降级。

  温度影响

  物理损害的问题都是由电缆安装而引起的,那么在工业应用中遇到极端温度环境时会遇到哪些问题呢?据研究人员分析,在铺设电缆前,应根据预期的温度铺设相应的电缆。我们知道,电缆温度额定值并不是惟一的考虑因素,在20℃以上时,每增加1℃,普通商用5e类电缆的衰减会增加0.4%;在60℃时,衰减可能会增加16%。另外,您可以铺设较短的电缆或希望信号足够强,以致于在受到电磁/射频干扰时也能够被无误接收。

  另外,大多数商用5e类电缆不是用于户外使用的,当电缆暴露在阳光中的紫外线下时,电缆的塑料护套就会加速分解。护套的机械强度开始降低,缩短了电缆的使用寿命。此时需要考虑使用提供了防阳光照射(SUN RES)电缆护套的产品,确保它们能够在实际应用中经久耐用。

  而在实际的日常生产活动中,很多零部件都需要进行很好的润滑以保证顺畅地运行。从石油中提取的润滑油会浸入普通商用5e类电缆中,尤其是在高温下,油会造成电缆护套膨胀,失去机械强度,使内芯暴露在外。防油护套就成为不可缺少的辅助元素,它可以满足您的实际生产需要。

  避开潜在的干扰源是最好的选择。

  电磁/射频干扰

  以上所说的问题都很明显,因为您可以看到或感觉到这些问题的发生。但您不可能轻易得知EMI/RFI何时发生和是否已给网络造成重大破坏。对此,避开潜在的干扰源是最好的选择。例如,在铺设电缆时应尽量远离干扰源,如电焊机、切换继电器或直流驱动器。当您试图控制诸如电焊拟人机等类似干扰源时应该怎么办呢?方法之一是使用光缆。光缆可以避免电磁/射频干扰造成的影响。如果您担心成本、复杂性或光缆的坚韧性等问题,则可以考虑采用5e类屏蔽铜缆解决方案。即使是简单的一层铝箔屏蔽,在正确接地时也能够提供很显著的抗电磁/射频干扰的能力。

  正确的接地是获得有效屏蔽的关键。

  接地方法

  不接地或接地不正确可能会降低屏蔽的效果,理想的屏蔽接地应该只有惟一的接点。当干扰信号耦合到屏蔽层上时,电流就会被导入大地,避免了屏蔽层下的线对受到影响。当屏蔽的近端和远端都与地面连接时,有可能会形成接地环路。近端位置与远端位置的大地电势差会在导电屏蔽层上形成巨大的电势差和相应电流,屏蔽上流动的大地电流使屏蔽成为携带信号的线对的干扰源。

  高度平衡的、稳定的UTP可提供很大的抗扰性。

  平衡性

  线对的每半个纽绞可以被看做一个环形天线,另外半个连续的纽绞在方向上都与上方导线相反。在一条平衡理想的电缆中,环形天线的交变极性会抵消加在线对上的干扰。

  虽然普通商用电缆可以在一些工业应用中使用,但在有些应用中,普通商用电缆因坚韧性不足而不能被接受。因此需要考虑为屏蔽和非屏蔽双绞线电缆提供最佳机械稳定性、最大程度地减轻恶劣环境造成的影响,同时提供统一的安装型性能的技术。另外,附加的工业级塑料护套或铠装护套为电缆提供的额外保护和强度,实现了高层控制工程人员的预期设计目标。