Ethernet-sovellukset

Teollisuus 4.0:ssa IT-järjestelmät rakennusten ja toimistojen verkoista yhdistyvät teollisuusverkkoihin. Tämä muuttaa merkittävästi yritysten välistä viestintää.

Data, teollisen digitalisaation arvokkain resurssi, on siirrettävä luotettavasti ja oikea-aikaisesti kaikkien dataverkon komponenttien välillä. Korkeat lämpötilat, öljyinen ympäristö tai sähkömagneettiset häiriöt asettavat erityisiä vaatimuksia datakaapelien rakenteelle. Liikkuvat koneenosat tai robottisovellukset altistavat kaapelin lisäksi mekaaniselle rasitukselle väännön ja taivutuksen vuoksi. Pitkän käyttöiän varmistamiseksi näissä sovelluksissa tarvitaan oikea ratkaisu teolliseen viestintään.

Yhtenä maailman johtavista liitäntäratkaisujen tarjoajista LAPP ymmärtää asiakkaidensa haasteet erittäin hyvin. Tuotteemme sopivat täydellisesti teollisiin sovelluksiin ja tarjoavat ratkaisuja kaikkien dataverkon komponenttien liittämiseen – olipa kyseessä robottivarsi tai toimiston kannettava tietokone.

Pääohjauskaappi on koko järjestelmän keskeinen ohjausyksikkö. Se yhdistää sekä toimistotason että yksittäisten koneiden ohjauskaapit.

Toisaalta pääohjauskaapin sisäiset olosuhteet ovat hyvin hallitut ilman lämpötila-, kemiallista tai mekaanista rasitusta. Toisaalta korkeat vaatimukset datanopeudelle ja luotettavuudelle törmäävät EMC-häiriöihin.

Kaikki edellä mainitut vaatimukset otettiin huomioon tuotetta valittaessa tähän käyttökohteeseen.

Erityismääritykset

• Ohjauskaappiin johtavat metritavarana myytävät Ethernet-kaapelit liitetään kentällä asennettavilla RJ45-dataliittimillä.
• Koottu patch-kaapeli RJ45-dataliittimillä ohjauskaapissa PLC:n liittämiseksi käyttöjärjestelmään, hajautettuun I/O-järjestelmään, HMI:hin, Wi-Fiin, reitittimeen jne., suojausluokka IP20.
• Hallitsemattomat tai hallitut kytkimet – hallituilla kytkimillä voidaan toteuttaa redundantteja verkkoja ja ne tarjoavat laajat diagnostiikkatoiminnot.
• Palomuuri turvallisuutta ja verkon erottamista varten NAT:n (Network Address Translation) avulla. Mahdollistaa pääsyn rajoittamisen muusta tuotantoverkosta.

Ethernet-viestinnälle on monia käyttökohteita koneessa. Useimmissa tapauksissa tämä tarkoittaa viestintää koneen ohjauksen ja koneessa olevien antureiden/toimilaitteiden välillä.

Koneessa käytettävien tuotteiden on oltava soveltuvia koneympäristöön. Meillä on kaikenlaisia sovelluksia, mukaan lukien kiinteät/joustavat/erittäin joustavat, suojatut/suojaamattomat, Cat.5–Cat.7A, PROFINET-/ETHERCAT-/ETHERNET IP -pohjaiset. Lisäksi liittimiä eri suojausluokilla (IP20–IP68) kestämään öljyisiä ympäristöjä tai toistuvaa puhdistusta, erityisesti elintarviketeollisuudessa.

Jokaisella koneen sisäisellä sovelluksella voi olla erilaiset vaatimukset kaapelityypille. Kaikki on otettava huomioon, jotta voidaan taata keskeytymätön tiedonsiirto ja liitännän pitkä käyttöikä.

Erityismääritykset

• Esiasennettu patch-kaapeli RJ45-dataliittimillä ohjauskaapissa ja koneeseen liittämistä varten. Suojausluokka IP20.
• Koottu patch-kaapeli M8/M12-liittimillä ja kaapeli PUR- tai TPE-vaipalla suojaamattomiin sovelluksiin ohjauskaapin ulkopuolella.
• Hallitsemattomat tai hallitut kytkimet – hallituilla kytkimillä voidaan toteuttaa redundantteja verkkoja ja ne tarjoavat laajat diagnostiikkatoiminnot.
• PROFINET-/ETHERCAT-/ETHERNET IP -pohjainen Ethernet-kaapeli kiinteisiin/joustaviin/erittäin joustaviin sovelluksiin, eri vaippamateriaaleilla/tyypeillä sovellusvaatimusten mukaan.
• Anturikaapeli joustaviin/erittäin joustaviin sovelluksiin antureiden ja toimilaitteiden väliseen liitäntään.

Vakioituun tehdastuotantoon kuuluu, että eri koneiden ohjauskaapit ja koneet liitetään toisiinsa pääkaapin kautta tai suoraan keskenään käytetyn topologian mukaan. Luotettava Ethernet-yhteys näiden yksiköiden välillä varmistaa, että koko tuotantolinja toimii moitteettomasti. Mahdollinen linjan vika voi pysäyttää koko tuotannon. Yhteyksissä käytetään kaapelihyllyyn asennettavia tai teollisuus-Ethernet-kaapeleita. Ne varustetaan kentällä asennettavilla RJ45-liittimillä ja liitetään hallittuihin tai hallitsemattomiin kytkimiin.

Tässä sovelluksessa käytettävien Ethernet-kaapelien on sovelluttava kaapeliketjuasennukseen (esim. paloa hidastava, halogeeniton, CPR-luokiteltu, UL-hyväksytty kaapeliketju) tai asennettavaksi tuotantoalueille, joissa voi olla vaatimuksia lämpötilan, kemiallisen, mekaanisen tai EMC-kestävyyden suhteen.

Erityismääritykset

• Kaapeli kaapelihyllyyn käytettäväksi Yhdysvalloissa ja testattu Underwriter Laboratoriesin (USA) toimesta PLTC-luokituksella (power limited tray cable) tai avoimiin kaapelihyllyihin PLTC-ER-luokituksella (power limited tray cable exposed run)
• Kaapeli leikattuna asennuspituuksiin kaapeliketjua varten
• Kentällä asennettava RJ45-dataliitin suojausluokalla IP20 ohjauskaapeissa
• Liittimet ohjauskaapin ulkopuolella suojausluokalla IP67
• Hallitut kytkimet redundanttien verkkojen rakentamiseen ja laajoilla diagnostiikkatoiminnoilla
• SKINTOP®-kaapeliläpivientiholkit ja DIX-M-automaatioliittimet kaapeliläpivientien tiivistämiseen kaapeissa/koneissa

Robottisovelluksia käytetään yhä useammin moderneissa teollisuustehtaissa. Teollisuusrobotit varmistavat nopeuden, luotettavuuden, laadun ja lopulta parantavat lopputuotteen kilpailukykyä. Tämä sovellus asettaa hyvin erityisiä vaatimuksia Ethernet-kaapeleille ja kaapelitarvikkeille.

Ethernet-kaapelit varmistavat tiedonsiirron antureiden, kameroiden ja servomoottoreiden välillä. Datanopeudelle asetetaan erityisen korkeat vaatimukset, jos prosessia tarkastetaan visuaalisesti esimerkiksi korkearesoluutioisilla kameroilla, joilla on korkea kuvataajuus. Ethernet-yhteys robottiosien välillä alkaa ohjauskaapista. Datakaapelit asennetaan usein servomoottorikaapeleiden viereen, minkä vuoksi EMC:hen on kiinnitettävä erityistä huomiota.

Robottiosien monien liikkeiden vuoksi kaapeli voi altistua suuritaajuisille taivutus- ja kiertoliikkeille yhdistettynä kemiallisiin ja mekaanisiin rasituksiin. Näissäkin olosuhteissa kaapelin on taattava luotettava datayhteys. Jo pienet tiedonmenetykset liikkeen aikana voivat aiheuttaa viiveitä ja johtaa tuotannon keskeytymiseen tai pahimmassa tapauksessa jopa vaarantaa ihmishengen.

LAPPin erityisesti kehitetyt robotiikan Ethernet-kaapelit soveltuvat erinomaisesti näihin käyttökohteisiin.

Erityismääritykset

• Kaapelisarjat (ns. dress packit) robotin jalustasta tarttujaan on oltava kiertokestävät ja tukevat
• Johtimien tulisi olla liitettävissä pistoliittimillä, jotta ne voidaan vaihtaa nopeasti ja helposti huollon yhteydessä. Tätä varten voidaan käyttää EPIC® DATA -laippaliittimiä, jotka kiinnitetään robotin jalustaan dress packin liittämiseksi.
• Robotin liittimillä on oltava suojausluokka IP67 kosteuden, lian ja tärinän suojaamiseksi

Lineaariset, vaakasuorat tai pystysuorat liikkeet esiintyvät usein teollisissa sovelluksissa. Tyypillinen käyttökohde on, että Ethernet-kaapelit asennetaan kaapeliketjuun yhdessä muiden kaapeleiden ja letkujen kanssa. Kaapelin on kestettävä toistuvaa taivutusta, kiihtyvyyttä ja fyysistä kosketusta muiden osien kanssa kaapeliketjussa.

Ethernet-kaapeleilla tällaisiin sovelluksiin on oltava tietyt ominaisuudet, kuten pieni taivutussäde, suuri taivutuskertojen määrä, kiihtyvyyden ja hankauksen kestävyys. Rajoitetun tilan vuoksi kaapeliketjun sisällä EMC voi olla toinen tärkeä ominaisuus. Erityisesti suuremmilla bittinopeusluokilla, kuten Cat. 6a tai korkeammilla, toistuva taivutus voi olla merkittävä haaste kaapelisuunnittelulle.

Erityismääritykset

• Kaapeleiden tulisi olla liitettävissä pistoliittimillä, jotta ne voidaan vaihtaa nopeasti ja helposti huollon yhteydessä. EPIC® DATA -laippaliittimet soveltuvat tähän erinomaisesti
• Koneen tärinän ja lian vuoksi käytetään kaapeliketjuihin soveltuvia patch-kaapeleita, joissa on valettu liitin, jotta varmistetaan korkea tiiviys IP67-suojausluokalla
• Muilla liittimillä, kuten anturi-/toimilaiteliitännöillä, on myös suojausluokka IP67

Rakennuksen tai toimiston verkko yhdistää tietokoneet, palvelimet ja järjestelmät toisiinsa sekä Internetiin. Näissä sovelluksissa käytettävien Ethernet-kaapeleiden ja Ethernet-patch-kaapeleiden on usein oltava halogeenittomia, paloa hidastavia ja CPR-sertifioituja, jotta ne eivät aiheuta vaaraa ihmishengelle rakennuksessa syttyvän tulipalon sattuessa. Rakennusten välisessä liitännässä lasikuitukaapelit varmistavat tiedonsiirron suurimmalla nopeudella.

Erityismääritykset

• Kuparipohjaisia ETHERLINE® LAN -kaapeleita käytetään enintään 100 metrin etäisyyksillä.
• Valokuitukaapeleita käytetään pidemmillä etäisyyksillä kahden rakennuksen välillä tai rakennusten sisällä. Valokuitutiedonsiirrossa käytetään erilaisia liittimiä, kuten SC-liitintä.
• HITRONIC® breakout -kaapeleita käytetään rakennusten sisäisessä kaapeloinnissa.
• HITRONIC® ulkokaapeleita käytetään ulkokaapeloinnissa ja rakennusten välisessä kaapeloinnissa. Kiinteät kaapelit liitetään HITRONIC® SBX -sarjan jatkosrasioihin.
• Jatkosrasiat käyttävät HITRONIC® valokuitupatch-kaapeleita laitteiden liittämiseen.
• ETHERLINE® LAN -kaapeleita, luokka Cat. 7 tai korkeampi, käytetään toimistokaapeloinnissa ja ne asennetaan turvallisesti rakennukseen.
• RJ45-liitintä käytetään kuparipohjaiseen tiedonsiirtoon.
• LAN CAT. 6A -patch-kaapeli toimistoympäristöihin.

Tuotantoprosessit linkitetyissä järjestelmissä järjestetään usein lineaarisesti. Tätä kutsutaan myös väyläkaapeloinniksi tai daisy chain -kytkennäksi. Tämä tarkoittaa, että eri komponentit liitetään sarjaan. Ensimmäinen komponentti on yleensä ohjaus ohjauskaapissa, josta Ethernet-kaapeli johdetaan hajautettuihin I/O-järjestelmiin sekä antureihin ja toimilaitteisiin järjestelmän varrella.

Tämän sovelluksen Ethernet-kaapeleiden ja kaapelitilpehöörien on täytettävä tietyt vaatimukset käyttöpaikassaan. Ne voidaan asentaa sekä suojattuihin että suojaamattomiin alueisiin. Niiden on ehkä kestettävä puhdistusaineita elintarviketeollisuudessa, erilaisia öljyjä metalliteollisuudessa tai korkeita ja matalia lämpötiloja.

LAPPilla on laaja valikoima Ethernet-kaapeleita ja tarvikkeita kaikenlaisiin teollisiin sovelluksiin. Asiantuntijamme auttavat sinua valitsemaan oikean tuotteen.

Erityismääritykset

• Yhteys ohjauskaapin PLC:stä I/O-järjestelmiin kentällä toteutetaan kuparipohjaisilla ETHERLINE®-kaapeleilla tai patch-kaapeleilla
• Hajautettu liitäntä anturiin tai toimilaitteeseen tehdään kentällä M12-liittimen kautta. Näillä on suojausluokka IP67