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工業(yè)以太網(wǎng)線纜新趨勢(shì)

發(fā)布時(shí)間:2010-03-01

中心議題:
  • 工業(yè)以太網(wǎng)線纜新趨勢(shì)
  • 工業(yè)以太網(wǎng)線纜新標(biāo)準(zhǔn)
解決方案:
  • 允許雙線線纜系統(tǒng)
  • 確定自動(dòng)化孤島
  • 確定自動(dòng)化出口和線纜

今天,工廠級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要與集中過(guò)程控制和制造執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)通。隨著以太網(wǎng)連接能力的日益增強(qiáng),互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)正成為兩個(gè)領(lǐng)域之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)方法。
  
對(duì)于20世紀(jì)80年代的電子電氣行業(yè)來(lái)說(shuō),電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)是互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的主要制定者,比如RS-232、RS-422/423以及RS-485都是來(lái)源于此。隨著1989年ANSI/TIA/EIA-568-B商業(yè)建筑通訊標(biāo)準(zhǔn)的簽署,EIA(后來(lái)成為電信行業(yè)協(xié)會(huì)TIA的一部分)幫助建立了一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)互操作的基礎(chǔ)架構(gòu),用于語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通訊線纜?,F(xiàn)在,新起草的標(biāo)準(zhǔn)方案在2008年通過(guò)最后的審查,預(yù)計(jì)在2009年發(fā)布,可望應(yīng)用于未來(lái)制造環(huán)境下的以太網(wǎng)。
  
TIA創(chuàng)建的TIA-1005,是面向工業(yè)安裝的全新結(jié)構(gòu)化布線理念。在2008年的8月,它還被稱為標(biāo)準(zhǔn)提案3-4822-H:面向工業(yè)的電信基礎(chǔ)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)提案需要經(jīng)過(guò)TIA-TR-42.9工作組的投票,基于下列的現(xiàn)有協(xié)議:
  ■ANSI/TIA/EIA568-B和-606-A;
  ■TIA-569-B;
  ■ANSI-J-STD-607-A;以及
  ■ISO/IEC11801和24702。
  
環(huán)境方面的參考包括IEC60721-x和IEC60654-x。
  
新標(biāo)準(zhǔn)的目的是驅(qū)動(dòng)工業(yè)建筑內(nèi)部及建筑物之間的電信線纜基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和安裝。它也設(shè)計(jì)用于危險(xiǎn)環(huán)境下可能暴露的電纜以及特殊的線纜系統(tǒng)的要求。
  
與TIA-568-B相比,最大的改變?cè)谟趯㈦p絞線安裝到自動(dòng)化孤島,這將以太網(wǎng)的帶寬限制在10或者100Mbps。提案所涉及的全新結(jié)構(gòu)化布線理念(與TIA-568B不同)也包括如下元素:自動(dòng)化孤島、自動(dòng)化出口和線纜、用于自動(dòng)化孤島的Category6或者更好的線纜、環(huán)境擔(dān)憂的定義以及MICE表格。
  
MICE表格,正如模型中所示,設(shè)計(jì)用于更好的理解自動(dòng)化孤島代號(hào)、線纜設(shè)計(jì)以及性能要求。“MICE”指的是線纜需要面對(duì)的四類環(huán)境問(wèn)題:機(jī)械問(wèn)題(振動(dòng)/撞擊/沖擊);準(zhǔn)入等級(jí)(與IP或者NEMA要求類似)、氣候和化學(xué)問(wèn)題以及電磁問(wèn)題。具有復(fù)雜環(huán)境的三種基本工業(yè)區(qū)域根據(jù)MICE的限制被劃分了等級(jí)(分別是1、2和3):
  ■工廠車間是MICE1或者2
  ■工作區(qū)是MICE2或者3
  ■自動(dòng)化孤島是MICE3。


 
創(chuàng)建MICE表格的目的在于更好的理解自動(dòng)化孤島代號(hào)、線纜設(shè)計(jì)以及工廠車間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能要求。
  
當(dāng)布線至實(shí)際機(jī)器位置或者加工中心時(shí),兩類不同的區(qū)域需要被確定。首先是工作區(qū),這里通常可以安放人機(jī)界面或者控制層硬件。其次是自動(dòng)化孤島,也就是實(shí)際機(jī)器所在地。后者的環(huán)境十分惡劣,與TIA-568的標(biāo)準(zhǔn)差異也最大。
  
自動(dòng)化的嚴(yán)酷環(huán)境尤其需要堅(jiān)固的出口和線纜連接器(堅(jiān)固的連接器可能也是到處都需要)。這里的連接器在一般線纜和自動(dòng)化孤島之間充當(dāng)接口,它們是八位模塊化的設(shè)備,可以支持100-ohm平衡型雙絞線,滿足ANSI/TIA/EIA-568-B.2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于Category6或者更高等級(jí)的要求。
  
連接器有兩個(gè)版本,一個(gè)是非密封版本,每個(gè)100-ohm,4鉸線可以連接8位連接器。另外一個(gè)密封版本,每一個(gè)100-ohm,4鉸線可以使用IEC61076-3-106的連接器封裝變量1。近“LC”型光纖連接器現(xiàn)在也已經(jīng)上市了,需要100BASE-T以太網(wǎng),EC61076-2-100中定義的M12-4D編碼連接器也可以使用。


M12-4D編碼連接器用于將自動(dòng)化孤島上的機(jī)器連接到電信出口。這也用于堅(jiān)固型開(kāi)關(guān)和路由器的主連接。
 
4相連接的線纜最少應(yīng)該達(dá)到Category5e,而超過(guò)4相連接的線纜要達(dá)到Category6。雙線連接器和雙線線纜一般使用密封接口,用于將自動(dòng)化孤島上的機(jī)器連接到電信出口。
  
總而言之,下面的這些關(guān)鍵因素使TIA-1005確實(shí)成為適用于工廠環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn),而這些是TIA-568-B所不具備的:
  ■允許雙線線纜系統(tǒng);
  ■確定自動(dòng)化孤島;
  ■確定自動(dòng)化出口和線纜;
  ■標(biāo)明用于自動(dòng)化孤島的Category6等級(jí)或更佳的線纜;
  ■確定環(huán)境需要擔(dān)憂的因素,填充MICE表格(參考TIA-568-C)中的各項(xiàng)。
  
標(biāo)準(zhǔn)草案的投票最近已經(jīng)通過(guò)了最后審議,將于2009年發(fā)布,這意味著工廠工程師、自動(dòng)化專家和電氣人員可以期待一種新型工具,用于在制造環(huán)境下創(chuàng)建可互操作的架構(gòu)用于語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通訊的布線。
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