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工業(yè)以太網(wǎng)線纜新趨勢

發(fā)布時間:2010-03-01

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

今天,工廠級的網(wǎng)絡系統(tǒng)需要與集中過程控制和制造執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)通。隨著以太網(wǎng)連接能力的日益增強,互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)正成為兩個領域之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉藴史椒ā?br />   
對于20世紀80年代的電子電氣行業(yè)來說,電子工業(yè)協(xié)會(EIA)是互聯(lián)標準的主要制定者,比如RS-232、RS-422/423以及RS-485都是來源于此。隨著1989年ANSI/TIA/EIA-568-B商業(yè)建筑通訊標準的簽署,EIA(后來成為電信行業(yè)協(xié)會TIA的一部分)幫助建立了一個可以實現(xiàn)互操作的基礎架構,用于語音和數(shù)據(jù)通訊線纜?,F(xiàn)在,新起草的標準方案在2008年通過最后的審查,預計在2009年發(fā)布,可望應用于未來制造環(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)構化布線理念。在2008年的8月,它還被稱為標準提案3-4822-H:面向工業(yè)的電信基礎架構標準。這項提案需要經(jīng)過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。
  
新標準的目的是驅(qū)動工業(yè)建筑內(nèi)部及建筑物之間的電信線纜基礎設施的規(guī)劃和安裝。它也設計用于危險環(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,最大的改變在于將雙絞線安裝到自動化孤島,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)構化布線理念(與TIA-568B不同)也包括如下元素:自動化孤島、自動化出口和線纜、用于自動化孤島的Category6或者更好的線纜、環(huán)境擔憂的定義以及MICE表格。
  
MICE表格,正如模型中所示,設計用于更好的理解自動化孤島代號、線纜設計以及性能要求。“MICE”指的是線纜需要面對的四類環(huán)境問題:機械問題(振動/撞擊/沖擊);準入等級(與IP或者NEMA要求類似)、氣候和化學問題以及電磁問題。具有復雜環(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(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
  ■自動化孤島是MICE3。


 
創(chuàng)建MICE表格的目的在于更好的理解自動化孤島代號、線纜設計以及工廠車間網(wǎng)絡系統(tǒng)性能要求。
  
當布線至實際機器位置或者加工中心時,兩類不同的區(qū)域需要被確定。首先是工作區(qū),這里通??梢园卜湃藱C界面或者控制層硬件。其次是自動化孤島,也就是實際機器所在地。后者的環(huán)境十分惡劣,與TIA-568的標準差異也最大。
  
自動化的嚴酷環(huán)境尤其需要堅固的出口和線纜連接器(堅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化孤島之間充當接口,它們是八位模塊化的設備,可以支持100-ohm平衡型雙絞線,滿足ANSI/TIA/EIA-568-B.2標準對于Category6或者更高等級的要求。
  
連接器有兩個版本,一個是非密封版本,每個100-ohm,4鉸線可以連接8位連接器。另外一個密封版本,每一個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化孤島上的機器連接到電信出口。這也用于堅固型開關和路由器的主連接。
 
4相連接的線纜最少應該達到Category5e,而超過4相連接的線纜要達到Category6。雙線連接器和雙線線纜一般使用密封接口,用于將自動化孤島上的機器連接到電信出口。
  
總而言之,下面的這些關鍵因素使TIA-1005確實成為適用于工廠環(huán)境的標準,而這些是TIA-568-B所不具備的:
  ■允許雙線線纜系統(tǒng);
  ■確定自動化孤島;
  ■確定自動化出口和線纜;
  ■標明用于自動化孤島的Category6等級或更佳的線纜;
  ■確定環(huán)境需要擔憂的因素,填充MICE表格(參考TIA-568-C)中的各項。
  
標準草案的投票最近已經(jīng)通過了最后審議,將于2009年發(fā)布,這意味著工廠工程師、自動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)建可互操作的架構用于語音和數(shù)據(jù)通訊的布線。
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