【技術之源】你真的了解網線嗎?——影響工業乙太網電纜性能的因素

2021-01-20 控制工程中文版

通過自動化系統的乙太網絡,其高速傳遞數據的性能,往往受到諸如交換機和控制器等有源設備的影響。用戶應該了解諸如導體大小、電纜選型和乙太網供電 (PoE)等因素。


在自動化系統高速傳輸數據方面,乙太網起著重要作用。網絡的數字性能受有源設備 (如交換機和控制器) 的控制。但是, 無源設備 (如電纜和連接器) 最終可能會決定網絡的性能。

部件的頻率決定了其性能。例如,5類(Cat 5)電纜線的運行頻率最高可達 100 MHz。該電纜為兩對電纜,適用於100 Mbit的應用,如果使用四對電纜以及適當的連接器,就適用於1000 Mbit的應用。很容易將MHz 性能與Mbit混淆。 

表: 工業乙太網電纜和頻率要求

高等級 (類) 的電纜線,可以滿足較低層級電纜的所有傳輸特性, 並在給定的應用中提供額外的性能裕度。

對絞的乙太網電纜與實心導體性能特性並不相同。非常重要的一點是要記住, 距離是一個重要的影響因素。乙太網導體通常為26 AWG和24AWG。如果需要長距離高速率傳輸數據,儘量使用最大的規格。  

Profinet 標準引入了22AWG規格的電纜線, 它提供的傳輸性能要優於規格為26 AWG和24AWG 的電纜。長度為100米的完整電纜,可以是雙絞線或實心電纜。  

在 Profinet標準框架內,定義了三種類型的電纜——固定式、靈活式以及特殊應用。當使用22AWG 規格的電纜時, 應仔細選擇正確的 RJ45 連接器, 因為許多連接器不兼容這種擴大的電纜直徑以及Profinet 電纜的較大外徑。  

乙太網電纜中的備用導體可用於為乙太網設備提供電源。在計算乙太網供電(PoE) 應用中的電壓降時, 導線尺寸非常重要。考慮電纜的選型也很重要。  

工業環境要求的電纜比辦公環境中使用的電纜,結構要堅固得多。諸如聚氨酯 (PUR) 之類的材料具有耐礦物油以及高耐磨性能。它們也是無滷素的。

實心導體的乙太網電纜僅適用於靜態應用。絞線導體(通常為7股)適用於靈活的應用。高密度絞線連接器(通常是19股)適用於連續移動應用。 

本文來自於《控制工程中文版》(CONTROL ENGINEERING China )2018年7月刊《技術文章》欄目,原標題為:了解影響工業乙太網電纜性能的因素

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