As redes Ethernet industriais são projetadas para fornecer comunicação rápida e confiável entre máquinas, controladores, sensores, câmeras e outros dispositivos industriais. Mas, diferentemente de uma rede de escritório típica, a Ethernet industrial geralmente opera em ambientes com motores, inversores, cabos de energia, relés e outras fontes de interferência elétrica.
É aqui que a blindagem do cabo se torna importante.
O que é blindagem de cabos?
A blindagem do cabo é uma camada condutora colocada ao redor dos condutores de sinal dentro de um cabo Ethernet. Dependendo da construção do cabo, a blindagem pode usar materiais como metal trançado, folha metálica ou uma combinação de ambos.
O objetivo da blindagem é reduzir o impacto da interferência eletromagnética (EMI) na transmissão de dados.
Em um ambiente fabril, os cabos Ethernet podem passar próximos a:
- Motores e acionamentos de motores
- Sistemas servo
- Inversores de frequência (VFDs)
- Cabos de energia de alta corrente
- Fontes de alimentação comutadas
- Relés e contatores
- Equipamento de soldagem
- Outras máquinas industriais
Esses dispositivos podem gerar ruído eletromagnético que pode interferir nos cabos de comunicação próximos.
Como a EMI afeta o Ethernet industrial?
O Ethernet transmite dados usando sinais elétricos. Quando ruídos eletromagnéticos indesejados se acoplam ao cabo, podem afetar a qualidade do sinal transmitido.
Dependendo do ambiente e da instalação, interferências excessivas podem contribuir para:
- Erros de comunicação
- Retransmissões de pacotes
- Conexões de rede intermitentes
- Latência aumentada
- Comunicação instável da máquina
- Tempo de inatividade inesperado da rede
Esses problemas podem ser particularmente difíceis de diagnosticar porque a rede pode parecer funcionar normalmente em algumas condições e tornar-se instável quando equipamentos próximos começam a operar.
A blindagem ajuda a reduzir a quantidade de interferência externa acoplada aos condutores de sinal.
Por que a blindagem é mais importante em aplicações industriais?
Uma rede de escritório típica geralmente possui um ambiente eletromagnético relativamente controlado. As redes industriais são diferentes.
Os cabos Ethernet podem precisar compartilhar calhas ou canais de cabos com a fiação elétrica e podem ser instalados perto de equipamentos que geram ruído eletromagnético significativo.
Por exemplo, uma máquina pode conter ambos:
Lado de potência
Motor → Servoacionador → Cabo de alimentação
e
Lado da comunicação
PLC → Switch Ethernet → Dispositivo Industrial
Se o cabo de comunicação passar por um ambiente ruidoso, a construção e a instalação adequadas do cabo tornam-se fatores importantes para manter uma comunicação confiável.
É por isso que os cabos Ethernet blindados são comumente usados em aplicações industriais.
Blindagem não é o mesmo que aterramento.
Um ponto importante é que ter um cabo blindado não significa automaticamente que o sistema de blindagem funcionará corretamente.
A blindagem do cabo faz parte de um sistema maior que inclui:
- Conectores
- Interfaces de equipamentos
- Terminação do escudo
- Aterramento/ligação
- Roteamento de cabos
- Práticas de instalação
Uma blindagem com terminações inadequadas ou conexões incorretas pode não fornecer a proteção esperada.
Para Ethernet industrial, toda a conexão deve ser considerada como um sistema, em vez de analisar apenas o cabo.
Tipos comuns de cabos Ethernet industriais blindados
Diferentes aplicações industriais utilizam diferentes construções de conectores e cabos.
Cabos Ethernet M12
Os conectores M12 são amplamente utilizados na automação industrial devido ao seu design compacto e robusto.
Dependendo da aplicação, as conexões Ethernet M12 podem ser usadas em sistemas como PROFINET, EtherCAT, Gigabit Ethernet industrial e outras redes de comunicação industrial.
Cabos Ethernet RJ45 blindados
As conexões RJ45 blindadas também são comuns em painéis de controle industrial, switches, sistemas de visão artificial e outros equipamentos baseados em Ethernet.
Podem ser adequadas quando se utilizam interfaces RJ45 padrão, mas é necessária proteção adicional contra interferência eletromagnética.
Cabos Ethernet de Alta Flexibilidade
Equipamentos robóticos e máquinas automatizadas podem exigir cabos Ethernet que se movem repetidamente através de uma esteira transportadora.
Nessas aplicações, o cabo precisa ser considerado não apenas em termos de desempenho elétrico, mas também em relação a requisitos mecânicos, como flexibilidade e movimento repetido.
A blindagem é apenas uma parte da confiabilidade do Ethernet industrial.
Escolher um cabo blindado é importante, mas não é o único fator que afeta a confiabilidade da rede.
Uma instalação Ethernet industrial confiável também deve considerar:
Roteamento de cabos: Sempre que possível, mantenha os cabos de comunicação longe de fontes fortes de interferência eletromagnética.
Seleção do conector: O conector deve ser adequado ao ambiente industrial e à interface Ethernet necessária.
Terminação da blindagem: A blindagem precisa ser integrada corretamente ao conector e ao sistema de aterramento/ligação equipotencial do equipamento.
Requisitos mecânicos: Aplicações que envolvem vibração, flexão ou movimento de corrente de arrasto requerem uma construção de cabo adequada.
Requisitos de transmissão: A categoria do cabo, a construção do condutor, o comprimento e a velocidade da rede devem corresponder aos requisitos da aplicação.
Conclusão
A Ethernet industrial opera em ambientes que podem ser significativamente mais ruidosos do que as redes de escritório típicas. Motores, inversores de frequência, cabos de energia e outros equipamentos industriais podem introduzir interferência eletromagnética que pode afetar a confiabilidade da comunicação.
A blindagem ajuda a reduzir o impacto dessa interferência, mas a proteção eficaz depende de mais do que simplesmente selecionar um cabo blindado. A construção do cabo, os conectores, a terminação da blindagem, o aterramento, o roteamento e os requisitos mecânicos precisam funcionar em conjunto.
Para aplicações Ethernet industriais, a seleção do cabo correto deve, portanto, começar com a análise do ambiente de instalação em si, e não apenas com o tipo de conector.
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