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工业以太网线缆新趋势

作者:Pete Lockhart, Anixter2009.03.31阅读 5357

  工厂级别的网络系统需要与集中过程控制和制造执行系统互联互通,TIA-1005就是为了实现在工业安装中全新结构化布线的理念。

  今天,工厂级的网络系统需要与集中过程控制和制造执行系统联通。随着以太网连接能力的日益增强,互联网协议(IP)正成为两个领域之间数据传输的标准方法。
  对于20世纪80年代的电子电气行业来说,电子工业协会(EIA)是互联标准的主要制定者,比如RS-232、RS-422/423以及RS-485都是来源于此。随着1989年ANSI/TIA/EIA-568-B商业建筑通讯标准的签署,EIA(后来成为电信行业协会TIA的一部分)帮助建立了一个可以实现互操作的基础架构,用于语音和数据通讯线缆。现在,新起草的标准方案在2008年通过最后的审查,预计在2009年发布,可望应用于未来制造环境下的以太网。
  TIA创建的TIA-1005,是面向工业安装的全新结构化布线理念。在2008年的8月,它还被称为标准提案3-4822-H:面向工业的电信基础架构标准。这项提案需要经过TIA-TR-42.9工作组的投票,基于下列的现有协议:
  ■  ANSI/TIA/EIA 56

8-B和-606-A;
  ■  TIA-569-B;
  ■  ANSI-J-STD-607-A;以及
  ■  ISO/IEC 11801和24702。
  环境方面的参考包括IEC60721-x和IEC60654-x。
  新标准的目的是驱动工业建筑内部及建筑物之间的电信线缆基础设施的规划和安装。它也设计用于危险环境下可能暴露的电缆以及特殊的线缆系统的要求。
 与TIA-568-B相比,最大的改变在于将双绞线安装到自动化孤岛www.cechina.cn,这将以太网的带宽限制在10或者100Mbps。提案所涉及的全新结构化布线理念(与TIA-568B不同)也包括如下元素:自动化孤岛、自动化出口和线缆、用于自动化孤岛的Category 6或者更好的线缆、环境担忧的定义以及MICE表格。
  MICE表格,正如模型中所示,设计用于更好的理解自动化孤岛代号、线缆设计以及性能要求。“MICE”指的是线缆需要面对的四类环境问题:机械问题(振动/撞击/冲击);准入等级(与IP或者NEMA要求类似)、气候和化学问题以及电磁问题。具有复杂环境的三种基本工业区域根据MICE的限制被划分了等级(分别是1、2和3):
  ■  工厂车间是 MICE 1或者2
  ■  工作区是MICE 2或者3
  ■  自动化孤岛是MICE 3。

工业网络通讯模型
来源:Anixter和Control Engineering
创建MICE表格的目的在于更好的理解自动化孤岛代号、线缆设计以及工厂车间网络系统性能要求。
来源:ANSI/TIA-SP-3-4822-H

  当布线至实际机器位置或者加工中心时,两类不同的区域需要被确定。首先是工作区,这里通常可以安放人机界面或者控制层硬件。其次是自动化孤岛,也就是实际机器所在地。后者的环境十分恶劣,与TIA-568的标准差异也最大。
  自动化的严酷环境尤其需要坚固的出口和线缆连接器(坚固的连接器可能也是到处都需要)。这里的连接器在一般线缆和自动化孤岛之间充当接口,它们是八位模块化的设备控制工程网版权所有,可以支持100-ohm平衡型双绞线,满足ANSI/TIA/EIA-568-B.2标准对于Category 6或者更高等级的要求。
  连接器有两个版本CONTROL ENGINEERING China版权所有,一个是非密封版本,每个100-ohmwww.cechina.cn,4铰线可以连接8位连接器。另外一个密封版本,每一个100-ohmwww.cechina.cn,4铰线可以使用IEC 61076-3-106的连接器封装变量1。近“LC”型光纤连接器现在也已经上市了,需要100BASE-T以太网,EC 61076-2-100中定义的M12-4 D编码连接器也可以使用。

D编码关键路径

来源: Anixter和Control Engineering
M12-4 D编码连接器用于将自动化孤岛上的机器连接到电信出口。这也用于坚固型开关和路由器的主连接。

  4相连接的线缆最少应该达到Category 5e,而超过4相连接的线缆要达到Category 6。双线连接器和双线线缆一般使用密封接口,用于将自动化孤岛上的机器连接到电信出口。
  总而言之,下面的这些关键因素使TIA-1005确实成为适用于工厂环境的标准,而这些是TIA-568-B所不具备的:
  ■  允许双线线缆系统;
  ■  确定自动化孤岛;
  ■  确定自动化出口和线缆;
  ■  标明用于自动化孤岛的Category 6 等级或更佳的线缆;
  ■ 确定环境需要担忧的因素,填充MICE表格(参考TIA-568-C)中的各项。
  标准草案的投票最近已经通过了最后审议控制工程网版权所有,将

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