Las redes Ethernet industriales están diseñadas para proporcionar una comunicación rápida y fiable entre máquinas, controladores, sensores, cámaras y otros dispositivos industriales. Sin embargo, a diferencia de una red de oficina convencional, Ethernet industrial suele operar en entornos con motores, inversores, cables de alimentación, relés y otras fuentes de interferencia eléctrica.
Aquí es donde el blindaje del cable cobra importancia.
¿Qué es el blindaje de cables?
El blindaje del cable es una capa conductora que se coloca alrededor de los conductores de señal dentro de un cable Ethernet. Dependiendo de la construcción del cable, el blindaje puede utilizar materiales como metal trenzado, lámina metálica o una combinación de ambos.
El objetivo del blindaje es reducir el impacto de las interferencias electromagnéticas (EMI) en la transmisión de datos.
En un entorno de fábrica, los cables Ethernet pueden pasar cerca de:
- Motores y accionamientos de motores
- Sistemas servo
- Variadores de frecuencia (VFD)
- Cables de alimentación de alta corriente
- Fuentes de alimentación conmutadas
- Relés y contactores
- Equipos de soldadura
- Otra maquinaria industrial
Estos dispositivos pueden generar ruido electromagnético que puede interferir con los cables de comunicación cercanos.
¿Cómo afecta la interferencia electromagnética (EMI) al Ethernet industrial?
Ethernet transmite datos mediante señales eléctricas. Cuando el ruido electromagnético no deseado se acopla al cable, puede afectar la calidad de la señal transmitida.
Dependiendo del entorno y la instalación, una interferencia excesiva puede contribuir a:
- Errores de comunicación
- Retransmisiones de paquetes
- Conexiones de red intermitentes
- Mayor latencia
- Comunicación inestable de la máquina
- Caída inesperada de la red
Estos problemas pueden ser particularmente difíciles de diagnosticar porque la red puede parecer que funciona con normalidad en algunas condiciones y volverse inestable cuando los equipos cercanos comienzan a funcionar.
El blindaje ayuda a reducir la cantidad de interferencia externa que se acopla a los conductores de señal.
¿Por qué es más importante el blindaje en las aplicaciones industriales?
Una red de oficina típica suele tener un entorno electromagnético relativamente controlado. Las redes industriales son diferentes.
Es posible que los cables Ethernet deban compartir bandejas portacables o conductos con el cableado eléctrico y que deban instalarse cerca de equipos que generen un ruido electromagnético significativo.
Por ejemplo, una máquina puede contener ambos:
lado de potencia
Motor → Servocontrolador → Cable de alimentación
y
Lado de la comunicación
PLC → Conmutador Ethernet → Dispositivo industrial
Si el cable de comunicación se instala en un entorno ruidoso, la correcta construcción e instalación del cable se convierten en factores importantes para mantener una comunicación fiable.
Por este motivo, los cables Ethernet blindados se utilizan habitualmente en aplicaciones industriales.
El blindaje no es lo mismo que la conexión a tierra.
Un punto importante es que el hecho de que un cable esté blindado no significa automáticamente que el sistema de blindaje vaya a funcionar correctamente.
El blindaje del cable forma parte de un sistema más amplio que incluye:
- Conectores
- Interfaces de equipos
- Terminación del escudo
- Conexión a tierra/unión equipotencial
- Enrutamiento de cables
- Prácticas de instalación
Un blindaje mal terminado o conectado incorrectamente puede no proporcionar la protección esperada.
En el caso de Ethernet industrial, la conexión completa debe considerarse como un sistema, en lugar de analizar únicamente el cable.
Tipos comunes de cables Ethernet industriales blindados
Las distintas aplicaciones industriales utilizan diferentes tipos de conectores y cables.
Cables Ethernet M12
Los conectores M12 se utilizan ampliamente en la automatización industrial debido a su diseño compacto y robusto.
Según la aplicación, las conexiones Ethernet M12 se pueden utilizar para sistemas como PROFINET, EtherCAT, Gigabit Ethernet industrial y otras redes de comunicación industriales.
Cables Ethernet RJ45 blindados
Las conexiones RJ45 blindadas también son comunes en armarios de control industrial, conmutadores, sistemas de visión artificial y otros equipos basados en Ethernet.
Pueden ser adecuadas cuando se utilizan interfaces RJ45 estándar, pero se requiere protección adicional contra interferencias electromagnéticas.
Cables Ethernet de alta flexibilidad
Los equipos robóticos y la maquinaria automatizada pueden requerir cables Ethernet que se muevan repetidamente a través de una cadena portacables.
En estas aplicaciones, el cable debe tenerse en cuenta no solo en cuanto a su rendimiento eléctrico, sino también en cuanto a los requisitos mecánicos, como la flexibilidad y el movimiento repetitivo.
El blindaje es solo una parte de una Ethernet industrial confiable.
Elegir un cable blindado es importante, pero no es el único factor que afecta a la fiabilidad de la red.
Una instalación Ethernet industrial fiable también debe tener en cuenta lo siguiente:
Enrutamiento de cables: Mantenga los cables de comunicación alejados de fuentes fuertes de interferencia electromagnética siempre que sea posible.
Selección del conector: El conector debe ser adecuado para el entorno industrial y la interfaz Ethernet requerida.
Terminación del blindaje: El blindaje debe estar correctamente integrado con el conector y el sistema de conexión a tierra/unión del equipo.
Requisitos mecánicos: Las aplicaciones que implican vibración, flexión o movimiento de cadena portacables requieren una construcción de cable adecuada.
Requisitos de transmisión: La categoría del cable, la construcción del conductor, la longitud y la velocidad de la red deben coincidir con los requisitos de la aplicación.
Conclusión
Ethernet industrial funciona en entornos que pueden ser considerablemente más ruidosos que las redes de oficina típicas. Motores, variadores de frecuencia, cables de alimentación y otros equipos industriales pueden generar interferencias electromagnéticas que pueden afectar la fiabilidad de la comunicación.
El blindaje ayuda a reducir el impacto de esta interferencia, pero una protección eficaz depende de algo más que simplemente elegir un cable blindado. La construcción del cable, los conectores, la terminación del blindaje, la conexión a tierra, el enrutamiento y los requisitos mecánicos deben funcionar en conjunto.
Por lo tanto, para las aplicaciones Ethernet industriales, la selección del cable adecuado debe comenzar con el entorno de instalación real, y no solo con el tipo de conector.
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