Кабели для современных сетей промышленной автоматизации (часть I)

Кабели для современных сетей промышленной автоматизации (часть I)

В настоящее время разработчики современных цифровых промышленных сетей (ЦПС) зачастую сталкиваются с проблемой выбора той или иной линии передачи данных, которая бы полностью отвеча ла их требованиям не только по качеству передачи сигналов и надежности (в соответствии с условиями ее эксплуатации), но и экономичности. Указанные проблемы возникают из-за особенностей, присущих российскому рынку кабельной продукции. Во-первых, многие российские проектные институты в своих разработках для промышленных объектов используют кабели, которые применялись 10 и более лет назад, а отступать от принятых ранее «уставов» и переходить к более современным и совершенным типам не считают нужным по различным причинам (отсутствие информации, боязнь нового и т.п.). Во-вторых, последние годы по нашей стране широко «шагают» уже утвердившиеся в мировом масштабе стандарты организации ЦПС, как то Profibus DP, Modbus, Hart, CanOpen и др., физические уровни которых используют в большинстве своем рекомендованный стандарт интерфейса RS485.

Из опыта общения с разработчиками, а также из обзора публикаций по ЦПС очевидно, что проектировщики систем на основе RS485 «завязаны» относительно среды передачи для этого интерфейса на такое изъезженное понятие, как «витая пара». Заблуждение здесь состоит в том, что стандартная «витая пара» 5-й категории для LAN сетей, телефонные кабели, кабели управления с ПВХ изоляцией и прочие хоть и имеют право на использование в системах с интерфейсом RS485, но технически в принципе не могут полностью реализовать эффективность промышленной системы, а следовательно, и качество, надежность, защищенность и дальность передачи сигналов данных. В-третьих, порой имеют место проекты, в которых необходимо использовать линию передачи со специфическими характеристиками, что требует разработки совершенно нового кабеля по техническим требованиям, установленным самим проектировщиком. Однако решение подобных задач порой уникально и требует отдельного высококвалифицированного и оперативного подхода, что под силу очень немногочисленной группе специалистов в нашей стране. Четвертый момент — нередко в связи с использованием в проектах устройств западного производства, в описаниях которых приводятся рекомендации по использованию того или иного типа или даже марки кабеля, как правило, западных же поставщиков (например, Belden, LappKabel, Helukabel, Siemens, Kerpen, Nexans и проч.), разработчики встают перед проблемой поиска таких же или аналогичных кабелей. Вот тут то можно воспользоваться помощью специалиста, способного предложить современные конструкции кабелей для ЦПС. 

Так что же определенного может предложить на сегодняшний день российским потребителям отечественная кабельная отрасль для сетей промышлен ной автоматизации? Какие современные типы кабелей могут всецело удовлетворить требования все более распространяющихся по нашей стране международных стандартов ЦПС? Что выгодно отличает их от ранее созданных конструкций? Каковы их преимущества над западными аналогами? 

Ответы на эти вопросы постараемся найти, рас смотрев разработанные и производимые НПП «Спецкабель» специальные серии интерфейсных кабелей для распространенных на сегодняшний день в России ЦПС, использующих интерфейс RS485, ЦПС с физическим уровнем по стандарту МЭК 611582 для непрерывных во времени ТП, действующих во взрывоопасных зонах (Profibus PA и Foundation Fieldbus), и кабелей для постепенно влившейся в промышленный сегмент технологии LonWorks (разработчик — компания Echelon Corporation), изначально использовавшейся для построения сетей управления в «интеллектуальных» зданиях. 

В качестве линии передачи данных для интерфейса RS485 могут выступать совершенно различные среды: коаксиальный кабель, волоконная оптика, плоские и симметричные кабели, а также дорожки печатных плат. Однако наибольшее применение в RS485 системах находят симметричные кабели на основе одной и более пар скрученных изолированных проводников, жаргонно называемых «витыми парами». 

Для RS485 используют самые разные виды симметричных кабелей: контрольные, LAN, телефонные, кабели управления с ПВХ изоляцией и др. Каждый такой тип кабелей может быть обоснованно применен в качестве шины для рассматриваемого интерфейса только по отдельным причинам (удовлетворительные электрические характеристики, невысокая стоимость, необходимый размер проводников, гибкость и т.д.).