Les réseaux Ethernet industriels sont conçus pour assurer une communication rapide et fiable entre les machines, les contrôleurs, les capteurs, les caméras et autres dispositifs industriels. Cependant, contrairement à un réseau de bureau classique, l'Ethernet industriel fonctionne souvent dans des environnements comportant des moteurs, des onduleurs, des câbles d'alimentation, des relais et d'autres sources d'interférences électriques.
C'est là que le blindage des câbles devient important.
Qu'est-ce que le blindage de câbles ?
Le blindage d'un câble Ethernet est une couche conductrice placée autour des conducteurs de signal. Selon sa construction, ce blindage peut être réalisé à l'aide de matériaux tels que du métal tressé, du papier d'aluminium ou une combinaison des deux.
Le but du blindage est de réduire l'impact des interférences électromagnétiques (IEM) sur la transmission des données.
En milieu industriel, les câbles Ethernet peuvent passer à proximité de :
- Moteurs et variateurs de vitesse
- Systèmes servo
- Entraînements à fréquence variable (VFD)
- Câbles d'alimentation à courant élevé
- Alimentations à découpage
- Relais et contacteurs
- équipement de soudage
- Autres machines industrielles
Ces appareils peuvent générer des interférences électromagnétiques susceptibles de perturber les câbles de communication situés à proximité.
Comment les interférences électromagnétiques affectent-elles l'Ethernet industriel ?
L'Ethernet transmet des données à l'aide de signaux électriques. Lorsque des interférences électromagnétiques indésirables se produisent dans le câble, la qualité du signal transmis peut en être affectée.
Selon l'environnement et l'installation, des interférences excessives peuvent contribuer à :
- Erreurs de communication
- retransmissions de paquets
- Connexions réseau intermittentes
- Latence accrue
- Communication machine instable
- Interruption inattendue du réseau
Ces problèmes peuvent être particulièrement difficiles à diagnostiquer car le réseau peut sembler fonctionner normalement dans certaines conditions et devenir instable lorsque des équipements situés à proximité se mettent en marche.
Le blindage contribue à réduire la quantité d'interférences externes transmises aux conducteurs de signal.
Pourquoi le blindage est-il plus important dans les applications industrielles ?
Un réseau de bureau classique présente généralement un environnement électromagnétique relativement contrôlé. Les réseaux industriels sont différents.
Les câbles Ethernet peuvent devoir partager les chemins de câbles ou les conduits avec les câbles d'alimentation et peuvent être installés à proximité d'équipements générant d'importantes perturbations électromagnétiques.
Par exemple, une machine peut contenir à la fois :
Côté puissance
Moteur → Servomoteur → Câble d'alimentation
et
Côté communication
Automate programmable → Commutateur Ethernet → Appareil industriel
Si le câble de communication traverse un environnement bruyant, sa construction et son installation appropriées deviennent des facteurs importants pour maintenir une communication fiable.
C’est pourquoi les câbles Ethernet blindés sont couramment utilisés dans les applications industrielles.
Le blindage n'est pas la même chose que la mise à la terre
Il est important de noter que le fait d'avoir un câble blindé ne garantit pas automatiquement le bon fonctionnement du système de blindage.
Le blindage du câble fait partie d'un système plus vaste qui comprend :
- Connecteurs
- interfaces d'équipement
- Fin de blindage
- Mise à la terre/liaison équipotentielle
- Cheminement des câbles
- pratiques d'installation
Un blindage mal terminé ou mal connecté peut ne pas fournir la protection attendue.
Pour l'Ethernet industriel, il convient donc de considérer la connexion dans son ensemble comme un système plutôt que de se concentrer uniquement sur le câble.
Types courants de câbles Ethernet industriels blindés
Différentes applications industrielles utilisent différentes constructions de connecteurs et de câbles.
Câbles Ethernet M12
Les connecteurs M12 sont largement utilisés dans l'automatisation industrielle en raison de leur conception compacte et robuste.
Selon l'application, les connexions Ethernet M12 peuvent être utilisées pour des systèmes tels que PROFINET, EtherCAT, Gigabit Ethernet industriel et d'autres réseaux de communication industriels.
Câbles Ethernet RJ45 blindés
Les connexions RJ45 blindées sont également courantes dans les armoires de commande industrielles, les commutateurs, les systèmes de vision industrielle et autres équipements basés sur Ethernet.
Elles peuvent convenir lorsque des interfaces RJ45 standard sont utilisées, mais une protection supplémentaire contre les interférences électromagnétiques est nécessaire.
Câbles Ethernet haute flexibilité
Les équipements robotisés et les machines automatisées peuvent nécessiter des câbles Ethernet qui se déplacent de manière répétée à travers une chaîne porte-câbles.
Dans ces applications, le câble doit être considéré non seulement pour ses performances électriques, mais aussi pour ses exigences mécaniques telles que la flexibilité et la résistance aux mouvements répétés.
Le blindage n'est qu'un élément d'un réseau Ethernet industriel fiable.
Choisir un câble blindé est important, mais ce n'est pas le seul facteur qui influe sur la fiabilité du réseau.
Une installation Ethernet industrielle fiable doit également prendre en compte :
Cheminement des câbles : éloignez autant que possible les câbles de communication des sources importantes d’interférences électromagnétiques.
Choix du connecteur : Le connecteur doit être adapté à l’environnement industriel et à l’interface Ethernet requise.
Terminaison du blindage : Le blindage doit être correctement intégré au connecteur et au système de mise à la terre/liaison équipotentielle de l’équipement.
Exigences mécaniques : Les applications impliquant des vibrations, des flexions ou des mouvements de chaîne porte-câbles nécessitent une construction de câble appropriée.
Exigences de transmission : La catégorie de câble, la construction du conducteur, la longueur et la vitesse du réseau doivent correspondre aux exigences de l’application.
Conclusion
L'Ethernet industriel fonctionne dans des environnements beaucoup plus bruyants que les réseaux de bureau classiques. Les moteurs, variateurs, câbles d'alimentation et autres équipements industriels peuvent générer des interférences électromagnétiques susceptibles d'affecter la fiabilité des communications.
Le blindage contribue à réduire l'impact de ces interférences, mais une protection efficace ne se limite pas au simple choix d'un câble blindé. La construction du câble, les connecteurs, la terminaison du blindage, la mise à la terre, le cheminement et les exigences mécaniques doivent tous être compatibles.
Pour les applications Ethernet industrielles, le choix du câble approprié doit donc commencer par l'environnement d'installation lui-même, et non pas seulement par le type de connecteur.
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