Przesył informacji pomiędzy maszynami i urządzeniami w środowisku przemysłowym jest realizowany na kilka sposobów, za pomocą różnych rodzajów sieci komunikacyjnych. Każdy rodzaj sieci wymaga innego okablowania, zapewniającego optymalne parametry transmisyjne. W ofercie Zakładów Kablowych Bitner znajdują się kable i przewody zapewniające właściwe parametry transmisyjne dla różnych rodzajów sieci.

Najbardziej rozpowszechnionym w Europie systemem transmisji danych w warunkach przemysłowych jest Profibus (Process Field Bus). Komunikacja może odbywać się za pomocą protokołu Profibus DP (RS 485) lub Profibus PA.

Rys. 1. BiT L2 BUS – kabel do sieci Profibus DP o najszerszym zastosowaniu

Profibus DP

Najczęściej stosowany Profibus DP służy do obsługi czujników i elementów wykonawczych za pomocą sterownika centralnego. Pozwala na transmisję danych z szybkością od 9,6 kbit/s do 12 Mbit/s, długość połączeń pomiędzy elementami sieci jest ograniczona w zakresie od 100 do 1200 m w zależności od szybkości transmisji. Do przesyłu sygnału jest przeznaczona jednoparowa skrętka ekranowana o impedancji falowej 150 W. Z uwagi na szerokie zastosowanie tego rodzaju transmisji, kable dedykowane dla Profibus DP mają szeroki zakres odporności środowiskowej i różne własności mechaniczne.

Rys. 2. Kabel BiT Profibus PA

Okablowanie
Podstawowym kablem przeznaczonym do sieci Profibus DP w ofercie Zakładów Kablowych Bitner jest BiT L2 BUS (rys. 1). Kabel ten jest przeznaczony do łączenia komponentów sieci BUS w warunkach przemysłowych, w pomieszczeniach zamkniętych i w miejscach nienarażonych na silne drgania i udary mechaniczne. Dla rozwiązań wychodzących poza hale produkcyjne przeznaczony jest kabel BiT L2 BUS outdoor w kolorze czarnym, który dzięki specjalnej powłoce może być układany na zewnątrz, w miejscach narażonych na występowanie promieniowania UV oraz warunki atmosferyczne. Takie rozwiązanie poszerza możliwość stosowania Profibus DP również na zewnątrz hal produkcyjnych i innych obiektów.
W warunkach przemysłowych częstym narażeniem są występujące drgania mechaniczne. Do instalacji w warunkach drgań mechanicznych został zaprojektowany kabel BiT L2 BUS flex o zwiększonej giętkości i odporności na drgania. Jednocześnie Zakłady Kablowe Bitner wprowadziły do oferty kabel BiT L2 BUS highflex – do pracy w ciągłym ruchu w prowadnikach / łańcuchach kablowych. Kabel zapewnia zachowanie wszystkich parametrów transmisyjnych podczas ciągłego ruchu – został przetestowany podczas 5 milionów cykli pracy w prowadniku kablowym. Produkt ten stanowi uzupełnienie oferty w zakresie kabli sterowniczych, zasilających i enkoderowych przeznaczonych do pracy w prowadnikach kablowych, również wytwarzanych przez Zakłady Kablowe Bitner.
W ostatnim czasie wzrosło zainteresowanie kablami Profibus przeznaczonymi do szybkiego montażu za pomocą specjalnych narzędzi. Nowością w ofercie firmy Bitner jest kabel BiT L2 BUS FC przeznaczony do montażu w systemie FastConnect (FC) – znacznie skracającym czas instalacji okablowania w sieci Profibus DP.

Profibus PA

Profibus PA (Process Automation) jest wolniejszy niż Profibus DP i działa przy stałej prędkości 31,2 Kbit/s. Jest używany do monitorowania sprzętu pomiarowego za pomocą systemu sterowania procesami w aplikacjach automatyki przemysłowej. Wariant ten jest przeznaczony do stosowania przede wszystkim w strefach zagrożonych wybuchem. W warstwie fizycznej Profibus PA stosowany jest kabel zgodny z normą IEC 61158-2, który umożliwia zasilanie i przesył danych podłączonych urządzeń. Z racji przeznaczenia tego rodzaju transmisji przede wszystkim do stref zagrożonych wybuchem, podstawowy kabel Profibus PA (rys. 2) produkowany i oferowany przez ZK Bitner ma kolor niebieski, tak jak inne kable przeznaczone do pracy w strefie Z0. Kabel ten jest też oferowany jako czarny, do aplikacji poza strefami zagrożenia wybuchem oraz do stosowania zewnętrznego (odporny na UV i warunki atmosferyczne).

Rys. 3. Kabel BiT Device przeznaczony do instalacji w sieci DeviceNet

Rys. 4. Podstawowy kabel do instalacji w sieciach KNX produkcji Zakładów Kablowych Bitner

Profinet

Profinet jest systemem komunikacji przemysłowej używającym protokołu TCP/IP, będącym w zasadzie transmisją Real-time Ethernet. Każdy moduł sieci Profinet posiada swój adres MAC oraz numer IP. W warstwie fizycznej stosowana jest tutaj dwuparowa skrętka zapewniająca przesył sygnału do częstotliwości 100 MHz. W ofercie Zakładów Kablowych Bitner znajduje się kabel najczęściej stosowanego typu – o żyłach jednodrutowych – BiT Profinet typ A, przeznaczony specjalnie do tego rodzaju sieci komunikacyjnych. Kabel ten umożliwia realizację komunikacji w sieci Profinet dla większości występujących na rynku aplikacji.

Device Net

System DeviceNet został opracowany przez firmę Allan Bradley (obecnie Rock-well Automation) jako przeznaczony do łączenia urządzeń sterujących i wymiany danych. Transmisja jest oparta na protokole CAN, więc stosowane kable maja podobne własności transmisyjne (impedancja falowa 120 W) przy trochę innej konstrukcji. Kable wykorzystywane w warstwie fizycznej DeviceNet składają się z dwóch indywidualnie ekranowanych par w dodatkowym wspólnym ekranie. Umożliwiają one jednoczesne zasilanie urządzeń pracujących w sieci DeviceNet oraz wymianę danych pomiędzy nimi. Specjalny kabel przeznaczony do wykonywania połączeń w sieci DeviceNet oferowany przez firmę Bitner nosi nazwę BiT Device (rys. 3) i jest produkowany w dwóch wersjach: Normalnej i Thin – przeznaczonej do wykonywania połączeń w miejscach o ograniczonej przestrzeni montażowej.

Controller Area Network (CAN)

CAN to szeregowa magistrala komunikacyjna powstała w latach 80. ubiegłego wieku w firmie Robert Bosch, z myślą o zastosowaniu w przemyśle samochodowym. Obecnie znalazła zastosowanie również w instalacjach przemysłowych. Magistrala CAN wykorzystuje dwuprzewodową skrętkę i pracuje z maksymalną prędkością transmisji 1 Mbit/s na dystansie do 40 m. Wraz ze zwiększaniem dystansu spada maksymalna prędkość transmisji (np. 250 kbit/s na 250 m). Ponieważ magistrala CAN jest ograniczona obszarowo i jednocześnie odporna na zakłócenia sygnału, znalazła bardzo szerokie zastosowanie w przemyśle maszynowym, w szczególności w układach sterowania obrabiarek, gdzie często wykorzystywana jest w aplikacjach z użyciem łańcuchów kablowych. W ofercie Zakładów Kablowych Bitner znajduje się kabel CAN-BUS Drag Chain, przeznaczony do pracy w tego rodzaju aplikacjach. Kabel ten został przebadany podczas ciągłej pracy 5 milionów cykli w prowadniku kablowym. Dzięki specjalnej poliuretanowej powłoce jest odporny na olej i chłodziwa przemysłowe.

Ethernet

Ethernet jest techniką transmisji wykorzystywaną najczęściej do komunikacji urządzeń biurowych. Znajduje jednak coraz szersze zastosowanie w instalacjach przemysłowych. Warstwa fizyczna sieci Ethernet zmieniała się wraz ze wzrostem prędkości transmisji danych od kabla koncentrycznego 50 W do kabli światłowodowych. Obecnie najczęściej wykorzystywane są skrętki UTP lub FTP o kategorii 5e lub 6. W ofercie Bitner znajdują się kable UTP / FTP o kategorii 5e i 6, przeznaczone do tego rodzaju sieci w wersji tradycyjnej – o powłoce PVC oraz w pełni bezhalogenowy, wszystkie przeznaczone do zakończenia wtykami RJ 45. Medium transmisyjne kabla stanowi czteroparowa skrętka z żyłami jednodrutowymi. Do krótkich połączeń przewidziany jest również kabel giętki z żyłami wielodrutowymi.

Dostępność rozwiązań

W ofercie Zakładów Kablowych Bitner znajdują się kable przeznaczone do pracy w większości stosowanych przemysłowych sieci transmisji danych. Uzupełnienie stanowią kable przeznaczone do przesyłu danych w sieci E-BUS / KNX (rys. 4), czyli w inteligentnych budynkach. Więcej szczegółów technicznych dotyczących kabli do transmisji danych zamieszczono na stronie www.bitner.com.pl.

dr inż. Ireneusz Sosnowski
Autor jest dyrektorem
ds. rozwoju i jakości
w Zakładach Kablowych Bitner