औद्योगिक ईथरनेट नेटवर्क मशीनों, नियंत्रकों, सेंसरों, कैमरों और अन्य औद्योगिक उपकरणों के बीच तेज़ और विश्वसनीय संचार प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। लेकिन एक सामान्य कार्यालय नेटवर्क के विपरीत, औद्योगिक ईथरनेट अक्सर मोटर, इन्वर्टर, पावर केबल, रिले और विद्युत हस्तक्षेप के अन्य स्रोतों वाले वातावरण में काम करता है।
यहीं पर केबल शील्डिंग का महत्व सामने आता है।
केबल शील्डिंग क्या है?
केबल शील्डिंग एक चालक परत होती है जिसे ईथरनेट केबल के अंदर सिग्नल कंडक्टरों के चारों ओर लगाया जाता है। केबल की संरचना के आधार पर, शील्ड में बुनी हुई धातु, पन्नी या दोनों का संयोजन जैसी सामग्री का उपयोग किया जा सकता है।
इस शील्ड का उद्देश्य डेटा ट्रांसमिशन पर विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) के प्रभाव को कम करना है।
किसी कारखाने के वातावरण में, ईथरनेट केबल निम्नलिखित स्थानों के निकट से गुजर सकती हैं:
- मोटर और मोटर ड्राइव
- सर्वो सिस्टम
- परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव (वीएफडी)
- उच्च-धारा बिजली केबल
- स्विचिंग पावर सप्लाई
- रिले और कॉन्टैक्टर
- वेल्डिंग उपकरण
- अन्य औद्योगिक मशीनरी
ये उपकरण विद्युत चुम्बकीय शोर उत्पन्न कर सकते हैं जो आस-पास के संचार केबलों में बाधा उत्पन्न कर सकता है।
औद्योगिक ईथरनेट पर ईएमआई का क्या प्रभाव पड़ता है?
ईथरनेट विद्युत संकेतों का उपयोग करके डेटा संचारित करता है। जब अवांछित विद्युत चुम्बकीय शोर केबल में प्रवेश करता है, तो यह संचारित सिग्नल की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकता है।
वातावरण और स्थापना के आधार पर, अत्यधिक हस्तक्षेप निम्नलिखित में योगदान दे सकता है:
- संचार त्रुटियाँ
- पैकेट पुनःप्रेषण
- नेटवर्क कनेक्शन में अनियमितता
- विलंबता में वृद्धि
- अस्थिर मशीन संचार
- अप्रत्याशित नेटवर्क डाउनटाइम
इन समस्याओं का निदान करना विशेष रूप से कठिन हो सकता है क्योंकि नेटवर्क कुछ परिस्थितियों में सामान्य रूप से काम करता हुआ प्रतीत हो सकता है और जब आस-पास के उपकरण काम करना शुरू कर देते हैं तो अस्थिर हो जाता है।
परिरक्षण से सिग्नल कंडक्टरों में प्रवेश करने वाले बाहरी हस्तक्षेप की मात्रा को कम करने में मदद मिलती है।
औद्योगिक अनुप्रयोगों में परिरक्षण अधिक महत्वपूर्ण क्यों है?
एक सामान्य कार्यालय नेटवर्क में आमतौर पर अपेक्षाकृत नियंत्रित विद्युत चुम्बकीय वातावरण होता है। औद्योगिक नेटवर्क इससे भिन्न होते हैं।
ईथरनेट केबलों को बिजली के तारों के साथ केबल ट्रे या मार्ग साझा करने की आवश्यकता हो सकती है और इन्हें ऐसे उपकरणों के पास स्थापित किया जा सकता है जो महत्वपूर्ण विद्युत चुम्बकीय शोर उत्पन्न करते हैं।
उदाहरण के लिए, एक मशीन में ये दोनों चीजें हो सकती हैं:
पावर साइड
मोटर → सर्वो ड्राइव → पावर केबल
और
संचार पक्ष
पीएलसी → ईथरनेट स्विच → औद्योगिक उपकरण
यदि संचार केबल को शोरगुल वाले वातावरण से गुजारा जाता है, तो विश्वसनीय संचार बनाए रखने के लिए केबल का उचित निर्माण और स्थापना महत्वपूर्ण कारक बन जाते हैं।
इसी वजह से औद्योगिक अनुप्रयोगों में शील्डेड ईथरनेट केबल का आमतौर पर उपयोग किया जाता है।
ग्राउंडिंग और शील्डिंग एक समान नहीं हैं।
एक महत्वपूर्ण बात यह है कि शील्डेड केबल होने का मतलब यह नहीं है कि शील्डिंग सिस्टम सही ढंग से काम करेगा।
केबल शील्ड एक व्यापक प्रणाली का हिस्सा है जिसमें निम्नलिखित शामिल हैं:
- कनेक्टर
- उपकरण इंटरफेस
- शील्ड समाप्ति
- ग्राउंडिंग/बॉन्डिंग
- केबल रूटिंग
- स्थापना प्रक्रियाएँ
खराब तरीके से समाप्त या गलत ढंग से कनेक्ट की गई शील्ड अपेक्षित सुरक्षा प्रदान नहीं कर सकती है।
औद्योगिक ईथरनेट के लिए, पूरे कनेक्शन को एक सिस्टम के रूप में देखा जाना चाहिए, न कि केवल केबल को।
सामान्य परिरक्षित औद्योगिक ईथरनेट केबल के प्रकार
विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों में अलग-अलग कनेक्टर और केबल संरचनाओं का उपयोग किया जाता है।
एम12 ईथरनेट केबल
एम12 कनेक्टर अपने कॉम्पैक्ट और मजबूत डिजाइन के कारण औद्योगिक स्वचालन में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
उपयोग के आधार पर, एम12 ईथरनेट कनेक्शन का उपयोग प्रोफ़ाइनेट, ईथरकैट, औद्योगिक गीगाबिट ईथरनेट और अन्य औद्योगिक संचार नेटवर्क जैसी प्रणालियों के लिए किया जा सकता है।
शील्डेड RJ45 ईथरनेट केबल
औद्योगिक नियंत्रण कैबिनेट, स्विच, मशीन विज़न सिस्टम और अन्य ईथरनेट-आधारित उपकरणों में भी शील्डेड RJ45 कनेक्शन आम हैं।
ये तब उपयुक्त हो सकते हैं जब मानक RJ45 इंटरफेस का उपयोग किया जाता है लेकिन विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से अतिरिक्त सुरक्षा की आवश्यकता होती है।
हाई-फ्लेक्स ईथरनेट केबल
रोबोटिक उपकरण और स्वचालित मशीनरी को ईथरनेट केबलों की आवश्यकता हो सकती है जो बार-बार एक ड्रैग चेन के माध्यम से चलती हैं।
इन अनुप्रयोगों में, केबल का चयन न केवल विद्युत प्रदर्शन के लिए बल्कि लचीलेपन और बार-बार होने वाली गति जैसी यांत्रिक आवश्यकताओं के लिए भी किया जाना चाहिए।
विश्वसनीय औद्योगिक ईथरनेट के लिए परिरक्षण केवल एक हिस्सा है।
शील्डेड केबल का चयन करना महत्वपूर्ण है, लेकिन यह नेटवर्क की विश्वसनीयता को प्रभावित करने वाला एकमात्र कारक नहीं है।
एक विश्वसनीय औद्योगिक ईथरनेट इंस्टॉलेशन में निम्नलिखित बातों का भी ध्यान रखना चाहिए:
केबल रूटिंग: जहां तक संभव हो, संचार केबलों को विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रबल स्रोतों से दूर रखें।
कनेक्टर का चयन: कनेक्टर औद्योगिक वातावरण और आवश्यक ईथरनेट इंटरफेस के लिए उपयुक्त होना चाहिए।
शील्ड टर्मिनेशन: शील्ड को कनेक्टर और उपकरण ग्राउंडिंग/बॉन्डिंग सिस्टम के साथ ठीक से एकीकृत करने की आवश्यकता है।
यांत्रिक आवश्यकताएँ: कंपन, फ्लेक्सिंग या ड्रैग-चेन मूवमेंट से जुड़े अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त केबल संरचना की आवश्यकता होती है।
संचरण संबंधी आवश्यकताएँ: केबल की श्रेणी, कंडक्टर की संरचना, लंबाई और नेटवर्क की गति, अनुप्रयोग की आवश्यकताओं के अनुरूप होनी चाहिए।
निष्कर्ष
औद्योगिक ईथरनेट ऐसे वातावरण में काम करता है जो सामान्य कार्यालय नेटवर्क की तुलना में काफी अधिक शोरगुल वाला हो सकता है। मोटर, ड्राइव, पावर केबल और अन्य औद्योगिक उपकरण विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप उत्पन्न कर सकते हैं जो संचार की विश्वसनीयता को प्रभावित कर सकता है।
परिरक्षण से इस हस्तक्षेप के प्रभाव को कम करने में मदद मिलती है, लेकिन प्रभावी सुरक्षा केवल परिरक्षित केबल के चयन पर निर्भर नहीं करती। केबल निर्माण, कनेक्टर, परिरक्षण समाप्ति, ग्राउंडिंग, मार्ग निर्धारण और यांत्रिक आवश्यकताएं सभी को एक साथ मिलकर काम करना आवश्यक है।
औद्योगिक ईथरनेट अनुप्रयोगों के लिए, सही केबल का चयन केवल कनेक्टर के प्रकार से नहीं, बल्कि वास्तविक स्थापना वातावरण से शुरू होना चाहिए।
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