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                                              (021-52045911 / 13918425509)

                                              弱電行業百科大全

                                              綜合布線布線須考慮環境影響

                                              圖片

                                              市場上流行的5e類非屏蔽雙絞線以太網電纜,按照工業標準來說是非常脆弱的。除了明顯的物理損傷外,還有更多隱藏和不可見的電磁/射頻干擾。作為工業用戶,這種電纜顯然難以滿足需求。
                                              以太網絡是網絡世界無可爭議的霸主,近年來已經在商務辦公環境中牢牢占有一席之地。在控制和自動化方面,也在向這個開放的,基于標準的技術發展。但作為一個工業用戶,你覺得普通的電纜,能滿足工業過程控制和自動化技術環境的要求嗎?
                                              實際上,市場上流行的5e類非屏蔽雙絞線(COTS 5e UTP)以太網電纜按工業標準來看非常脆弱。除了明顯的物理損傷外,還有更多隱藏和不可見的電磁/射頻干擾。
                                              如果把無加強商用級5e類無屏蔽雙絞線電纜敷設在工廠地板上,會有什么結果?讓我們以普通電纜為例,從安裝、溫度、紫外線和陽光對電纜的影響、電纜的耐油性和機械力等方面闡述以太網電纜在惡劣的工業環境中應該具備的特性。
                                              哪種環境是工業惡劣環境
                                              無論是施工過程中還是安裝之后,電纜的實際使用效果,還是安裝后的環境影響,都可能造成較大的損害,那么我們通常所說的惡劣環境到底是什么情況呢?對環境影響的全面認識,無疑能提高電纜的應用性能。
                                              工程安裝中的拉拉、搬運時線的自然分離是最基本的影響因素,在安裝完成后,由于外部環境的高溫、陽光照射、紫外線、電磁、射頻干擾等都會對電纜性能產生影響,同時由于磨損、剪切、碾壓等外部機械力,以及接地、平衡等因素也會產生較大影響。由于各種人為和非人為因素的存在,給以太網帶來了惡劣的工業環境。
                                              惡劣因素的影響分析
                                              本文針對各種因素對電纜的影響一一進行了分析,從而提醒用戶在施工或安裝后要有針對性地加以注意,才能確保電纜的性能。
                                              1安裝影響
                                              在綜合布線的施工和安裝中,正確的安裝是提高電纜性能的重要原因。根據國際標準,電纜允許有一定的抗拉能力。拉之前,電纜是100英尺,拉完之后可能變成100英尺2英寸。太多的力量拉動商業UTP將延長電纜。電纜的伸長會造成信號損失(衰減)和信號延遲。這些效應會限制電纜的鋪設距離。
                                              敷設電纜時,在移動電纜的過程中,可能會造成雙絞線散開。這會改變導線中心間的距離,造成不平衡現象。因此,線對之間有較大的耦合(串擾),信號的回波傳輸(回損),更易受周圍電磁/射頻干擾的影響。其中任何一種因素都可能導致電纜傳輸數據丟失,導致工業過程中斷或安全問題。
                                              當前市場上,國內不少布線企業開始針對雙絞線出現的分叉問題,制定對策。例如國際布線商 BeldenCDT引進的雙絞線間粘接成對技術,就能防止線對分散,保證線纜的設計性能。
                                              每一對采用粘連線技術,可以沿整根電纜物理粘連在一起。在任何情況下,線對都不會無意地被分離,即使在安裝時。膠接對還能增加機械強度,除機械穩定性外,還能提高拉伸耐久性。
                                              2溫度影響
                                              以上問題都是由于移動電纜造成的。因此,在工業應用中遇到極端的溫度環境時,電纜會出現什么問題呢?
                                              極低的溫度會使電纜變硬,易碎,并且難以使用。特別是在安裝過程中,電纜太脆是一個嚴重問題。另外,極高的溫度可能會降低電纜中所用塑料的性能。因此,用戶應該根據期望的溫度來鋪設相應的電纜。
                                              線纜額定溫度值并非唯一要考慮的因素。當溫度超過20℃時,COTS5e類電纜的衰減值每升高1℃,就增加0.4%。當溫度為60℃,衰減率可增加16%。對于使用者來說,在這種情況下,還可以選擇耐高溫、耐衰減的產品。另外,用戶還可以鋪設更短的電纜。
                                              3紫外線輻射和陽光照射
                                              大部分商業的5 e類電纜不適合室外使用,當它們暴露于太陽紫外線下時,其塑料外殼會加速分解。套管的機械強度開始下降,從而縮短了電纜的壽命。
                                              在這種情況下,用戶必須選擇提供耐日曬(SUN RES)電纜護套的產品,以確保這些電纜在實際應用中能持久耐用,而且耐紫外線是以太網電纜另一項必需的要求。
                                              4耐油
                                              日常生產活動中,許多零件都要經過很好的潤滑,才能保證順利運轉。來自石油的潤滑劑將會浸入COTS5類電纜中,特別是在高溫條件下。油會導致電纜護套膨脹,失去機械強度,暴露出內芯。如此情況下,用戶需選擇具有防油護套的產品。耐油無疑也是以太網電纜滿足實際生產所必需的、必不可少的條件。
                                              5機械力-磨損、剪斷和碾壓
                                              對于某些特殊的環境,用戶可能需要走在電纜上,這會導致數據傳輸錯誤或網絡延遲。若把車開到鋼索上,可能會損壞整個鋼索。一般的商業電纜顯然不能滿足這種需要。
                                              因此,必須選擇具有工業級電纜護套的產品,其中有些電纜具有獨特的表面護套,可以提供額外的機械保護,防止磨損和剪切。
                                              6電磁、射頻干擾,噪音和屏蔽
                                              上面提到的問題是顯而易見的,因為用戶可以看到或感受到它們的出現。但對于用戶來說,很難知道 EMI/RFI (EMI/RFI)是什么時候發生以及它是否已經對網絡造成了嚴重的破壞。避免潛在干擾源也是一個很好的選擇。
                                              避免潛在干擾源,則需要在鋪設電纜時,盡可能遠離干擾源,例如焊機、切換繼電器或直流驅動。當使用者需要控制像電焊這樣的類似干擾源時,該如何處理?其中一個方法是使用光纖。絕對能夠避免由電磁/射頻干擾造成的影響。
                                              考慮到成本、復雜性或光纖電纜的韌性等問題,還可以考慮使用5 e類屏蔽銅纜方案。在正確接地的情況下,即使只是一層鋁箔屏蔽,也能提供非常好的抗 EM/RF干擾能力。
                                              以太網電纜必須具有抗電磁/射頻干擾的能力,以保證在各種干擾源存在的情況下網絡信息的暢通傳輸。
                                              7接地
                                              接地正確是獲得有效屏蔽的關鍵。未接地或錯誤接地可降低屏蔽效果。屏蔽接地應僅限于唯一接點。將干擾信號耦合到屏蔽層時,將電流引入大地中,避免了屏蔽層下線路對電流的影響。
                                              在屏蔽的近、遠端與地面相連的情況下,可以形成接地環。近端位和遠端位大地電位差將在導電屏表面產生較大的電位差和相應的電流。由于大地電流的屏蔽,所以以太網電纜必須有良好的接地,以太網電纜才能作為傳輸信號的干擾源。
                                              8平衡
                                              高均衡、穩定的 UTP具有較強的抗干擾能力。每半個線束都可以看作是一個環形天線。其他連續的紐絞線在方向上都與上面的導線相反。一個平衡的理想電纜中,環形天線的交變極性,可以抵消附加對線的干擾。
                                              對于電纜而言,粘連線提供了最接近完美平衡的特性,尤其是在簡單安裝和日常使用中的機械損壞后。當存在干擾時,電纜的平衡性和穩定性決定了其在工業以太網中的應用。
                                              工業標準
                                              開放標準化是以太網的一大優勢。任何產品都可以設計成符合IEEE規定的最低要求。目前最常用的以太網電纜遵循的標準是由TIA(電信行業協會)和EIA(電子工業協議)共同制定和實施的。
                                              TIA/EIA 568- B描述了在商業建筑中有關通信線路(電纜和連接器)的相關規定。委員會TR-42負責電信基礎設施的布線標準。為了協調不同集團在工業以太網標準的應用,各個組織都做了很多工作。
                                              在歐洲,工業自動化開放網絡協會(IAONA)、國際電工委員會(IEC)和電子技術標準歐洲委員會(EIA)正與 TIA/EIA以及其他組織進行交流,其目的是推出一個真正開放、協調、基于標準的工業通信系統,以工業以太網為目標,以工業為基礎。
                                              以太網技術在控制和自動化方面具有高速和規模經濟的優勢。以太網必須根據工業環境面臨的實際問題進行調整。雖然COTS電纜可以用于一些工業應用,但在一些應用中,COTS電纜由于韌性不足而不可接受。所以作為用戶,在布置自己的布線系統時,一定要問自己:我的以太網線纜夠堅韌嗎?


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