Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 2/2017 vyšlo
tiskem 17. 2. 2017. V elektronické verzi na webu od 10. 3. 2017. 

Téma: Elektrické přístroje – spínací, jisticí, ochranné a signalizační; Přístroje pro inteligentní sítě

Hlavní článek
Atypický návrh výkonového stejnosměrného zdroje se středofrekvenčním transformátorovým filtrem rušivého napětí

Aktuality

Veletrh Věda Výzkum Inovace 2017 zahájí místopředseda vlády Pavel Bělobrádek Letošní ročník Veletrhu Věda Výzkum Inovace zahájí na brněnském výstavišti 28. února 2017…

Chytré lampy PRE potvrdily zhoršenou smogovou situaci v Praze Chytré lampy PRE potvrdily v rámci svého pilotního provozu, že v Holešovicích a…

Jak se bydlí v pasivních domech, řeknou jejich majitelé na veletrhu FOR PASIV Další ročník veletrhu FOR PASIV, který je zaměřený na projektování a výstavbu…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze představí zájemcům o studium moderní techniku i její historii Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá v pátek 20. ledna od 8.30 hodin první…

Loňská výroba Temelína by stačila k pokrytí téměř roční spotřeby českých domácností Přesně 12,1 terawatthodin elektřiny (TWh) loni vyrobila Jaderná elektrárna Temelín. Je to…

Osmý ročník Robosoutěže Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze ovládli studenti Gymnázia Zlín V pátek 16. prosince se v Zengerově posluchárně Fakulty elektrotechnické ČVUT na Karlově…

Více aktualit

Sběrnicové kabely

číslo 6/2003

inovace, technologie, projekty

Sběrnicové kabely
Jaké požadavky jsou kladeny s narůstající decentralizací na sběrnicové kabely?

Ing. Karel Krejza,
produkt manažer, LAPP KABEL s. r. o.

Představte si, že projektujete vysoce náročná, danému použití přizpůsobená propojení všech podstatných hardwarových prvků stroje, přístroje nebo dokonce celého zařízení a někdo by vám poté doporučil jako propojovací medium univerzální kabel. Křiklavější protiklad snad neexistuje, neboť speciální požadavky vyžadují speciální řešení. Pevnou součástí automatizační techniky jsou dnes sběrnicové systémy. Jsou používány jak v relativně čistém prostředí okolí rozváděčů se stupněm krytí IP20, tak i v drsném průmyslovém prostředí s výskytem mechanického, chemického a tepelného namáhání. Požadována je i odolnost vůči olejům a chemikáliím, stejně jako tepelná odolnost vnějšího pláště a provedení systémových prvků s krytím IP65/67. Všechny tyto specifické požadavky musí být brány v úvahu při vývoji kabelů, a to jak v jeho skladbě, tak i při použití veškerých materiálů. Obr. 1. Rozmanitost sběrnicových systémů vedla již před lety k tomu, že výrobci kabelů vyvinuli sběrnicové kabely, které jsou za prvé z elektrotechnického hlediska konformní s běžnými sběrnicovými systémy a za druhé z hlediska konstrukce kabelu diferencované podle toho, zda musí být pevně uloženy, použity ve vysoce pohyblivých aplikacích (v energetických vodicích řetězech, u robotů apod.) nebo ve venkovním prostředí (odolné proti UV záření) případně v zemi. Univerzálně použitelný sběrnicový kabel proto, už jen z důvodu různých elektrotechnických parametrů a mechanických nároků, neexistuje.

Středem zájmu u sběrnicových kabelů jsou mechanické a elektrotechnické aspekty. Z mechanického hlediska je nutno rozlišovat, je-li kabel pevně uložen nebo se jedná o pohyblivý přívod, popř. o vysoce flexibilní aplikaci. Pevné uložení je realizováno například v kabelovém kanálu, na kabelových nosných systémech nebo ve stroji, popř. jiném zařízení. Samozřejmě je možné také venkovní uložení, kde je požadována odolnost proti UV záření, nebo uložení v zemi. Kabely pro vysoce flexibilní aplikace jsou obvykle uloženy v často se pohybujících částech strojů nebo v energetických řetězech. Od kabelů v těchto aplikacích se očekává, že odolají několika milionům ohybových cyklů s častou změnou směru ohybu, torznímu namáhání nebo kombinaci obou způsobů namáhání. Z hlediska kabelové techniky to znamená, že široká paleta aplikací klade na konstrukci kabelů zcela rozdílné požadavky.

Také z elektrotechnického hlediska se různost sběrnicových systémů promítá do různých požadavků na sběrnicové kabely. Hodnoty jako vlnový odpor, provozní kapacita, tlumení a útlum přeslechů (NEXT) musí být přizpůsobeny hodnotám požadovaným systémem tak, aby byla garantována konformita (přizpůsobivost) k systému a funkční bezpečnost. Elektromagnetická kompatibilita (EMC) není sice žádný nový problém, ale diskuse se vedou na téma druhu a kvality stínění kabelů. Měděné kabely vyžadují především v silných elektromagnetických polích adekvátní stínění. Převážně je používán měděný oplet nebo hliníkem potažená fólie. Jako základní pravidlo platí, že stínění z opletu je používáno pro nízké frekvence a fólie nebo kombinace obojího pro frekvence vysoké.

Obr. 2.

Jaký vývoj je možné v oblasti sběrnicových systémů očekávat a jak na tento vývoj reaguje společnost LAPP KABEL?

V odborných kruzích jsou pro řešení sítí automatizační techniky v procesu výroby diskutovány dva směry vývoje. Jeden předpokládá v komunikační hierarchii Ethernet s protokolem TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) spojení na úroveň provozní sběrnice s přechodem do světa sběrnice přes vstupní hradlo (Gateway). Jiným je řešení s přístupem Ethernet až na úroveň senzorů a akčních členů, takže pomocí Internetu a Intranetu vzniknou celosvětově mnohostranné možnosti průmyslového řízení a kontroly. V každém případě přináší pronikání „světa Ethernetu„ z kanceláří do továren na straně kabelů dvě podstatné změny. Za prvé je v průmyslové komunikaci zřetelný trend ke stále vyšším přenosovým rychlostem. Vliv technologie LAN z oblasti kancelářské techniky, kde jsou standardně používány kabely CAT. 5 s přenosovou rychlostí 100 MHz nebo vyšší, se analogicky přenáší do průmyslových aplikací (Fast Ethernet). Někteří vývojoví pracovníci hovoří dnes již o CAT. 6 (250 MHz). Za druhé musí být zachovány elektrotechnické parametry kabelů při všech aplikacích a typech namáhání. Při řešení těchto požadavků se významně projevují dosavadní zkušenosti společnosti LAPP KABEL, a to především ve vývoji a výrobě kabelů pro vysoce flexibilní aplikace. Dále lze s velkou pravděpodobností očekávat nárůst kabeláže s optickými kabely. Přednosti optických kabelů (žádné problémy z hlediska elektromagnetické kompatibility, větší šířka pásma atd.) jsou všeobecně známy, narůstat musí ovšem i jejich akceptování projektanty a realizátory. S tím významně souvisí další vývoj propojovací techniky, která umožní jednoduchou a rychlou montáž. LAPP KABEL se stále více angažuje i v oblasti optických přenosových médií (POF, HCS, sklo), ale i ve vývoji vysoce hodnotných měděných kabelů s vysokými přenosovými rychlostmi pro průmyslové prostředí, např. více variant pro kabeláž Ethernet. Cílem je společně s průmyslovými partnery a pro ně vyvíjet do budoucna orientované kabely, které se mohou stát průmyslovým standardem.

Obr. 3.

Ve kterých grémiích a organizacích pracujeme?

Firma LAPP KABEL je aktivním členem sdružení uživatelů PNO (PROFIBUS), INTERBUS Club, CIA (CAN in Automation), (AS-International Association) (AS-INTERFACE) a IAONA (Industrial Automation Open Networking Alliance) podporující Ethernet. Tato členství otevírají možnost spolupůsobení v pracovních skupinách, jako např. členství v GAK 715.3.4 „Aplikačně neutrální kabeláž pro průmyslové prostředí“ pracovní skupiny DKE, členství v pracovní skupině „Certifikace pasivních systémových komponent„ v rámci PNO a členství ve Working Group 2 „Connecting and Wiring Infrastructure for ETHERNET in the Industrial Environment„ v pracovní skupině IAONA. Cílem spolupráce ve všech uvedených pracovních skupinách je přinášet kabelové technické „know-how„ a kompetenci. Je to důležité především z důvodu tvorby norem a doporučení, která jsou v pracovních skupinách a odborných grémiích připravována.

Závěr pro konstruktéry a koncové uživatele

Kabely pro všechny druhy sběrnicových systémů pro různé aplikace splňující všechny mechanické i elektrické požadavky zatím nejsou realizovatelné. Obzvláště prosadí-li se sítě Ethernet v průmyslu, naleznou aplikace sběrnic s osvědčenou technologií své oprávnění. Konstruktéři by proto měli využívat odborných rad specialistů na sběrnicové kabely. Kabely sběrnicových systémů mají totiž jako přenosové medium základní význam pro funkční bezpečnost a spolehlivost koncipovaného přenosového systému. Jenom vysoce kvalitní, systémově řešené sběrnicové kabely s dobrými elektrotechnickými parametry dokáží zamezit případným poruchám a výpadkům zařízení, které vyvolávají vysoké následné náklady. Stále platí, že levnější řešení často bývá to nejdražší.

LAPP KABEL s. r. o.
Tovární 1333
769 01 Holešov
tel.: 573 501 011
fax: 573 394 650
http://www.lappkabel.cz