RU
  • русский
  • иврит
  • игбо
  • идиш
  • индонезийский
  • ирландский
  • исландский
  • испанский
  • итальянский
  • йоруба
  • казахский
  • каннада
  • панджаби
  • персидский
  • польский
  • португальский
  • румынский
  • себуанский
  • сербский
  • сесото
  • сингальский
  • словацкий
  • словенский
  • каталанский
  • китайский
  • китайский
  • корейский
  • креольский
  • кхмерский
  • лаосский
  • латынь
  • латышский
  • литовский
  • македонский
  • сомали
  • суахили
  • суданский
  • тагальский
  • таджикский
  • тайский
  • тамильский
  • телугу
  • турецкий
  • узбекский
  • украинский
  • маалагасийский
  • малайский
  • майялам
  • мальтийский
  • маори
  • маратхи
  • монгольский
  • немецкий
  • непали
  • нидерланский
  • норвежский
  • урду
  • финский
  • французский
  • хауса
  • хинди
  • хмонг
  • хорватский
  • чева
  • чешский
  • шведский
  • эксперанто
  • эстонский
  • эванский
Учебный центр
Кабельная проводка для жестких условий
Сергей Орлов
14.06.2005

Промышленные кабельные системы остаются перспективным направлением рынка СКС, потенциал которого может раскрыться в ближайшие несколько лет.


Два-три года назад спрос на кабельные системы промышленного назначения составлял менее 1% от рынка кабельной инфраструктуры локальных сетей, однако это не смущало тех, кто предсказывал его стремительный рост: утверждалось, что в 2006 г. доля этого сегмента превысит 43%, причем темпы развития будут выше, чем у сегмента офисных СКС в 90-х гг., а в промышленных сетях будет установлено более 6 млн устройств Ethernet (см. Рисунок 1). Как нередко бывает, прогнозы оказались неоправданно оптимистичными. По словам Валерия Капустяна, представителя AMP Netconnect в России, в других странах основным препятствием к распространению таких кабельных систем является отсутствие стандарта; у нас же рынок подобных продуктов невелик, поскольку заказчиками выступают главным образом предприятия с наукоемким производством. Александр Брюзгин, глава московского представительства компании Panduit, указывает на целый ряд препятствий: медленное проникновение технологий IP в промышленность, значительные инвестиции в системы предыдущего поколения, трудности в разработке ориентированных на промышленные среды СКС, а также общее замедление роста производства в США и Западной Европе.

Рисунок 1. Поставки устройств Industrial Ethernet
(в тысячах штук, по прогнозам ARC Advisory Group).

Тем не менее, по словам Игоря Смирнова, директора по развитию бизнеса и маркетингу компании AESP, данный сегмент имеет хорошие перспективы, причем это касается не только высокоразвитых стран, но и России. Основными потребителями подобных систем могут стать, в первую очередь, предприятия пищевой (молочные, мясоперерабатывающие комбинаты и т. п.) и тяжелой промышленности (обработка сырья, металлообработка, машиностроение). В числе факторов, сдерживающих развитие универсальных промышленных кабельных систем, он называет большое количество технологий/протоколов управления промышленными контроллерами и устройствами, а также несовершенство Ethernet и IP как технологий для промышленных приложений. С другой стороны, за последнюю пару лет принципиальные проблемы Ethernet/ IP были решены, и в ближайшие годы следует ожидать более интенсивного развития рынка промышленных приложений.

ETHERNET в цехах и на предприятиях

Включение в производственные процессы пассивных и интеллектуальных датчиков, исполнительных устройств и систем управления требует развития средств передачи данных, на которых смыкаются интересы многих игроков рынка: производителей устройств промышленной автоматики, специализированной кабельной продукции и соединителей, сетевого оборудования.

Ранее в промышленности использовались в основном патентованные протоколы «полевых шин», однако в последние годы в эту область активно вторгается Ethernet. Доступность и относительная дешевизна оборудования делают эту технологию, способную обслуживать до 70% производственных приложений, более привлекательной по сравнению с многочисленными стандартами промышленных сетей. Ethernet постепенно превращается в основу следующего поколения сетей промышленной автоматики и управления зданиями, интегрированных с информационными сетями, проникая на уровень программируемых контроллеров, устройств сопряжения с датчиками и исполнительными механизмами (см. Рисунок 2). Industrial Ethernet (промышленная сеть Ethernet) — это сеть для заводских цехов или других сред с тяжелыми условиями эксплуатации, поддерживающая различные топологии с разнообразными подключаемыми устройствами.


Рисунок 2. Применение Ethernet для коммуникаций в локальной сети предприятия и взаимодействия между различными программируемыми логическими контроллерами (PLC) постепенно распространится на более широкий класс устройств ввода/вывода, что потребует создания кабельных соединений между PLC и различными сенсорами и приводами.


Преимущества применения Ethernet в системах промышленной автоматизации состоят в легкости объединения и простоте интеграции устройств разных производителей, экономичности, совместимости с различными программными приложениями, более дешевых стандартных решениях, хорошо известном масштабируемом протоколе. Универсальная система передачи данных упрощает информационный обмен в масштабе предприятия. По оценкам зарубежных аналитиков, в прошлом году на долю Industrial Ethernet приходилось более 32% рынка, а к 2006 г. она может превысить 67%.

Технология прошла путь от первых разработок «шинных» вариантов Ethernet для промышленных приложений начала 80-х до более совершенных современных спецификаций: EtherNet/Industrial Protocol (IP), стандарт IEEE 1588 (Standard Precision Time Protocol, PTP) и Ethernet Powerlink. EtherNet/IP реализуется на базе высокоуровневых протоколов, включая TF (ISO 9506), MAP и TCP/IP, метода доступа CSMA/CD и стандарта IEEE 802.3, а в качестве среды передачи данных использует витую пару (100 м) или оптическое волокно (MM/SM, 2000 и 3000 м). Сеть может строиться по топологиям «шина», «дерево» или «звезда» и объединять до 1024 устройств.


Рисунок 3.Коммутаторы промышленного исполнения позволяют строить отказоустойчивые волоконно-оптические сети, объединяющие компьютерное и промышленное оборудование.


В ответ на рост потребности в Ethernet в производственных цехах поставщики активного оборудования выпускают продукты специального исполнения, например коммутаторы (см. Рисунок 3). Устройства Industrial Ethernet должны выдерживать электромагнитные помехи и экстремальные условия среды, а сеть — обеспечивать надежное взаимодействие оборудования в режиме реального времени, поэтому поставщики пассивной инфраструктуры разрабатывают пыле- и влагозащищенные шкафы и соединители, устойчивые к агрессивной внешней среде кабели.

Рынок решений Industrial Ethernet развивается в направлении обеспечения совместимости устройств, снижения их стоимости, упрощения технического обслуживания. Сетевая инфраструктура облегчает получение информации о производственных операциях и ее передачу на управленческий уровень. Таким образом, сеть Ethernet помогает осуществлять мониторинг производственных операций и процессов, локальное или удаленное управление ими, сбор достоверных данных в режиме реального времени для систем планирования ресурсов предприятий (ERP), управления закупками, производством, логистикой и продажами.

В компании Reichle & De-Massari (R&M) выделяют такие тенденции, как сближение технологий передачи данных в административных зданиях и промышленных цехах, когда службы ИТ и службы развития производства «говорят на одном языке» и используют одинаковые технологии благодаря тому, что Ethernet мигрирует в промышленность. В промышленных сетях все чаще применяют соединители RJ-45 и стандартные волоконно-оптические компоненты, адаптированные к новым условиям эксплуатации. Как считает Сергей Воробьев, менеджер по региональным продажам Madex, промышленное решение правильнее рассматривать как часть обычной СКС, поскольку маловероятно, что они будут существовать отдельно друг от друга.

Рисунок 4. Пример промышленной сети Ethernet с нижним уровнем «полевых шин».


Это должно способствовать приближению кабельной инфраструктуры промышленного назначения к стандартам офисных СКС. Однако производственные системы имеют свою специфику и значительно более сложную инфраструктуру (см. Рисунок 4), из-за чего стандарт СКС TIA/EIA-568 оказывается для них неадекватен, а кабели и соединители должны обеспечивать надежную работу в неблагоприятных условиях производственных цехов и предприятий. Простой сети и остановка производства могут иметь куда более серьезные последствия, чем отказ офисной СКС.

Проблемы стандартизации промышленных кабельных систем

В 90-х гг. СКС для административных зданий оформились в законченное, типовое решение. Они строятся на кабеле «витая пара» (с соединителями RJ-45) и/или оптическом волокне, имеют звездообразную топологию и четко определенную структуру, соответствуют стандартам ISO/ EN/TIA, поддерживают распространенное активное оборудование и протоколы IEEE вплоть до 10 GbE. В промышленных же кабельных системах применяются различные типы соединений (медных и оптических), распространены шинная топология и частные решения, используются чувствительные к временной задержке протоколы, а кабельная система не структурирована.

Таким образом, стандарты СКС не отвечают требованиям применения на производстве. Появление промышленных стандартов на кабельную инфраструктуру должно удовлетворить существующую потребность и обеспечить совместимость продукции разных поставщиков. Руководствуясь ими, производители могли бы создавать кабельные системы и компоненты в соответствии со спецификациями для обеспечения надежного функционирования в условиях агрессивных сред. Подобная информационная инфраструктура необходима не только производственным предприятиям, но и медицинским учреждениям, супермаркетам, транспортным узлам.

Требования к кабельной системе и элементам проводки промышленного применения, где учтены принципы построения СКС, изложенные в стандартах EN 50173-1 и IEC 11801:2002, разрабатывает, в частности, Альянс по применению информационных сетей в области промышленной автоматизации (Industrial Automation Open Networking Alliance, IAONA), а уровни защиты от механических частиц (например, пыли) и воды определяет стандарт IEC/EN 60529.

В Ассоциации производителей отрасли связи (Telecommunications Industry Association, TIA) стандартом на промышленные кабельные системы (Industrial Telecommunications Infrastructure) с конца 1999 г. занимается подкомитет TR-42.9. Среди его членов — компании Siemon, 3M, CDT, Anixter, Ortronics, Panduit, AMP Netconnect. Стандарт планировалось выпустить в 2002 г., однако теперь назван новый срок — IV квартал 2006 г.

Разработка подобных стандартов сопряжена с немалыми трудностями, поскольку промышленные соединители и кабели должны удовлетворять широкому спектру требований — от устойчивости к химически активной среде до способности работать в условиях сильных помех. На промышленные кабельные системы могут действовать низкочастотные электромагнитные (EMI) и радиочастотные помехи (RFI). Вибрация ведет к истиранию контактов, что снижает надежность соединений. К этому добавляются воздействие масел и влаги, загрязнений и пыли, а также механические нагрузки. В агрессивных средах температура порой выходит за пределы рабочего диапазона большинства соединителей (от –10° до +600°С), а значит, требуется обеспечить их функционирование в более широком интервале (от –25° до +850°С). Современные кабели для информационных сетей промышленного назначения выдерживают широкий диапазон температур (для некоторых изделий — от –70° до +105°С) и нагрузок (до 4 млн циклов).

Подкомитет TR-42.9 должен не только определить условия окружающей среды, но и изучить их влияние на функционирование кабельной инфраструктуры, согласовать описание параметров промышленной среды, сформулировать требования к оборудованию для работы в конкретных условиях. В современной классификации MICE (Mechanical, IP, Climatic, EMI) предусматривается три класса воздействий, от которых необходимо защищать оборудование: механические (ударные, вибрация, натяжение, раздавливание и сжатие, проникновение пыли и воды), климатические условия (температура, скорость ее изменения, влажность, ультрафиолетовое излучение, жирные загрязнители и газы), а также электромагнитное излучение (статическое электричество, электромагнитные помехи и поля) (см. Таблицу 1). Таблицы MICE содержат спецификации оборудования, предназначенного для применения в различных условиях — от офисных до агрессивных сред и высоких температур.

Таблица 1. Классы защиты канала от воздействия окружающей среды.

Защита Класс
Механическая M1 M2 M3
Рейтинг IP (Industrial Protection) I1 I2 (IP20) I3 (IP67)
Климатическая C1 (от –10° до +60°) C2 (от –10° до +70°) C3 (от –25° до +800°)
Электромагнитная E-1 E-3 E-3

Органам стандартизации предстоит решить вопросы выбора топологии сети и использования кабелепроводов, оговорить возможности увеличения длины соединительных шнуров и числа разъемных соединений относительно базовой конфигурации (канал до 100 м с витыми парами), выяснить целесообразность применения оптических кабелей и соединителей. Дело осложняет наличие большого числа патентованных систем автоматизации производственных процессов, а также распространенность решений на базе отраслевых спецификаций.

Суровые условия эксплуатации требуют применения водо- и пыленепроницаемых корпусов и соединителей со стойкими к коррозии контактами, соединительного оборудования повышенной прочности. Традиционные соединители RJ-45 не подходят для производственных условий, а существующие промышленные соединители не обладают параметрами, пригодными для EtherNet/IP. Свести воедино более трех десятков конструкций таких изделий — задача непростая. Спецификации на защитные кожухи соединителей требуют согласования со стандартами других рабочих групп и международных ассоциаций. В частности, промышленными кабельными системами в рамках Международной организации по стандартизации (ISO) занимается рабочая группа SC25 Working Group 3.

По словам Александра Брюзгина, опыт Panduit показывает, что стандартного форм-фактора (такого, как Mini-COM от Panduit) вполне достаточно для реализации любых типов стандартных разъемов, поэтому нет необходимости в соединителях, отличных от RJ-45. Panduit и Open DeviceNet Vendors Association (ODVA) совместно разработали проект спецификаций для герметичных соединителей RJ-45. В Panduit надеются, что он послужит основой для создаваемого стандарта «промышленных СКС», по мере готовности которого соединители будут унифицированы. Как отмечает Валерий Капустян, в стандарт предполагается включить только один электрический соединитель RJ-45, а в качестве оптического предусматривается соединитель типа LC. На них и ориентируется компания AMP Netconnect.

Рисунок 5.Кабельная инфраструктура для различных приложений.


В Европе стандарт кабельных систем для производственных помещений (EN 50173-3) должен стать частью общего стандарта на кабельные системы (EN 50173, Generic Cabling Systems) наряду со стандартами офисных (EN 50173-1 и 2) и домашних кабельных систем (EN 50173-4), а также систем для центров обработки данных (EN 50173-5). В EN 50173-3 вводится звездообразная топология с дополнительным промежуточным распределителем с пассивной или активной коммутацией (см. Рисунок 5). Соответственно эволюционирует и международный стандарт ISO/ IEC 11801 (2002).

Ожидается, что Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Commission, IEC) последует примеру TIA и выпустит аналогичный стандарт, основанный на результатах работы TR-42.9. В свою очередь, TR-42.9 использует разработки IEC и спецификации International Protection (IP), где определяются требования защиты от условий окружающей среды (IEC 60529). Две цифры индекса IP (см. Таблицу 2) характеризуют устойчивость к проникновению твердых материалов и жидкостей. Эта схема применяется для описания герметичности корпуса промышленных соединителей. Для рассматриваемых применений TR-42.9 рекомендует соединения с индексом не ниже IP67, однако промышленный стандарт будет включать в себя спецификации защиты от ряда других факторов, в том числе вибрации и EMI.

Таблица 2. Степени защиты IP.

Твердые тела (защита от проникновения) Влага (условия тестирования определяет стандарт IEC 60529)
Индекс 1 Степень защиты Индекс 2 Степень защиты
0 Отсутствие защиты 0 Отсутствие защиты от влаги
1 Защита от крупных инородных тел (> 50 мм) 1 Защита от капель (вертикально падающая вода)
2 Защита от инородных тел среднего размера(> 12,5 мм) 2 Защита от капель(наклонно падающая вода)
3 Защита от инородных телнебольшого размера (2,5 мм) 3 Защита от брызг(смывание)
4 Защита от гранулообразных инородных тел(1 мм) 4 Защита от брызг (очистка)
5 Защита от оседающей пыли (пыль может проникать, но не должна влиять на работу оборудования) 5 Защита от струи
6 Защита от проникнове ния пыли 6 Защита от затопления
7 Защита от конденсата и временного погружения (до 1 м)
8 Полная защита от влаги (герметичность) при погружении

Степени защиты по IP можно соотнести с рейтингами NEMA, однако некоторые виды тестирования в этих классификациях защищенности различаются. Устойчивость инфраструктуры к воздействию среды при работе в заводских и других специфических условиях определяется соответствующими параметрами кабеля, соединителей и активного оборудования, поэтому необходим выбор компонентов кабельной системы соответствующего класса, систем прокладки кабелей и подходящих методов инсталляции. При этом разные компоненты канала могут соответствовать разным классам защиты. Так, соединители IP67 обеспечивают защиту от проникновения пыли и погружения в воду на глубину до 1 м.

В промышленных сетях нередко применяется усовершенствованный вариант кабелей Категории 5e. Внешняя усиленная оболочка и защитный экран играют важную роль в обеспечении их надежной работы. При необходимости кабель армируется. Он дешевле волоконно-оптического и считается более устойчивым к внешним наводкам и высокочастотным шумам, чем кабель Категории 6, однако экранированная проводка, особенно с индивидуальным экранированием витых пар и общим экраном из алюминиевой фольги (например, PiMF-Compact), обладает еще лучшей помехозащищенностью.

Продукты промышленного назначения производителей СКС

Стандарт на промышленные СКС мог бы сыграть значительную роль в становлении рынка таких продуктов, однако ряд ведущих зарубежных производителей офисных СКС уже не первый год выпускают кабели и соединители исходя из потребностей заказчиков. Выпуск «промышленных СКС» планируют и российские компании, а некоторые уже предлагают компоненты промышленного назначения.

Не обошли вниманием этот рынок и производители кабелей. Например, у Belden CDT изделия Industrial Ethernet присутствуют с 1996 г. Серия Industrial Data Solutions включает в себя кабели различного типа (от UTP до коаксиальных) с разными видами экранирования и покрытия для сетей Ethernet и промышленных сетей (CAN, LonWorks, Profibus, DeviceNet и др.). Широкий спектр кабельной продукции такого рода выпускает Nexans, однако полных промышленных решений класса СКС пока не предлагает. Кабели для сетей Industrial Ethernet (UTP, SFTP) и Profibus поставляет компания Teldor.

Менее известна в России кабельная продукция немецкой Kerpen, продвигаемая компанией ВИСТА-КАБЕЛЬ. Имея 85-летний опыт кабельного производства, Kerpen специализируется на продукции для нефтехимической и горнодобывающей промышленности, энергетики, железных дорог (включая кабели с безгалогенной и пожаростойкой оболочкой), поддерживает широкий ассортимент медных и волоконно-оптических кабелей для систем связи и передачи данных. На отечественном рынке присутствуют и другие поставщики подобных продуктов.

Производители стремятся разрабатывать простые в инсталляции кабели и компоненты, ведь технологичность монтажа является сегодня одним из главных требований к СКС. Большинство поставщиков промышленных кабельных систем предпочитают использовать медный кабель Категории 5e (UTP или STP) и соединители Категории 5e/6. Нередко подобные системы внеофисного назначения дополняются герметичными настенными/напольными шкафами и боксами, пластиковыми или стальными кабельными каналами, организаторами, стяжками, системой маркировки кабелей.

Элементы самой кабельной инфраструктуры преимущественно сводятся к защищенным соединителям, коммутационным и линейным кабелям, отмечает Александр Исаков, менеджер по продукции представительства Teletekno Oy, поставляющей продукцию ADC Krone. Производить для таких решений специальные коммутационные панели обычно не имеет смысла, поскольку распределительный шкаф, как правило, можно разместить в более благоприятных условиях, а если это не удается — использовать специальную защищенную конструкцию. Это касается и волоконно-оптической составляющей системы.

Эффективная интеграция Industrial Ethernet в производственную среду — задача непростая, требующая решения вопросов совместимости, безопасности, надежности и цены. Поставщики комплексных решений стараются учитывать все нюансы, предлагая не только отдельные компоненты с тем или иным классом защиты, но и полные решения, где составные части кабельной инфраструктуры и дополняющие их продукты уже заранее подобраны и интегрированы.


Рисунок 6. Система EtherSeal Connectivity System компании AMP Netconnect.

На рынке стали появляться комплексные системы, которые можно назвать промышленными СКС. Один из первых подобных продуктов выпущен в конце 2003 г.: соединительная система EtherSeal Connectivity System компании AMP Netconnect защищает сеть передачи данных от воздействия высокой температуры, влаги, пыли, вибрации и предназначена для построения экранированных (FTP и ScTP) и неэкранированных (UTP) проводок Категории 5е в производственных зонах, больничных палатах, лабораториях и т. п. (см. Рисунок 6).

По существу, разработчики приспособили к новым условиям эксплуатации офисную СКС Категории 5e. В основе EtherSeal — обычные модульные гнезда, восьмиконтактные модульные вилки и защищенные четырехпарные кабели, при изготовлении которых используются специальные материалы, герметичные (IP67 и NEMA 4/4X) соединители и сборки. Система включает в себя кабели, соответствующие спецификациям TIA/EIA, ISO 11801 и IEC 60529 (IP67), с цельным или многожильным проводником в двойной оболочке из ПВХ, которая устойчива к ультрафиолетовому излучению и попаданию масел; кроме того, в нее входят защищенные модульные гнезда RJ-45 (для монтажа ударным инструментом и без него) и вилки, соединительные шнуры и аксессуары (розеточные панели из нержавеющей стали, защитные крышки и др.). Соединители снабжены байонетным фиксатором с защелкой и могут монтироваться в полевых условиях.

Начиная с лета, как сообщил Валерий Капустян, наряду с уже выпускаемыми модульными соединителями Категории 6 для EtherSeal будет поставляться и кабель этой категории. В планах также выпуск оптического дуплексного соединителя (до сих пор в системе отсутствовали оптические компоненты, поскольку не было определенности со стандартом на оптические соединители). За последний год в EtherSeal появились дополнительные лицевые платы и герметизированные боксы для настенных и напольных розеток. Компоненты EtherSeal можно использовать как для построения структурированной СКС, удовлетворяющей соответствующим стандартам, так и для специализированной проводки. Степень защиты (IP67) достаточна для большинства приложений.

Тенденция создания комплексных промышленных решений распространяется и на кабеленесущие системы и шкафы. Так, в конце 2004 г. Panduit представила промышленное решение IndustrialNet, включающее в себя кабели и соединители (медь/оптика), разъемы питания и заземления, кабелепроводы и организаторы (FiberRunner и FiberDuct), защищенные настенные и напольные шкафы и кожухи с классом защиты IP66 для пассивного и активного коммутационного оборудования и устройств управления, аксессуары к ним, систему идентификации кабелей, стяжки, а также лицевые панели из нержавеющей стали для настенных розеток.

Шнуры и соединители IndustrialNet TX5e (IP67) выдерживают высокие температуры и отвечают требованиям TIA/EIA-568B.2 и ISO 11801. Экранированные и неэкранированные версии соединителей Категории 5e соответствуют спецификациям ODVA — совместному проекту для герметичных соединителей RJ-45. Для их терминирования используется патентованная технология Panduit GIGA-TX (ее можно применять в полевых условиях), а корпуса и уплотнители изготавливаются из химически стойкого материала. Система содержит и оптические компоненты: волоконно-оптические соединители LC для многомодового кабеля с защищенной оболочкой, соединительные шнуры и кабели. Оптические соединительные шнуры тщательно тестируются, каждый снабжается этикеткой с индивидуальными параметрами (вносимые потери).

Для активного оборудования Panduit выпускает боксы IndustrialNet Ethernet Enclosure с классом защиты IP66 или IP54. Они предназначаются для организации рабочих зон, где устройства автоматизации соединяются с коммутаторами сети Ethernet. На больших расстояниях используется оптическое волокно. Подобные решения можно применять и для интеграции локальных сетей с системами автоматизации зданий.

Как утверждает Александр Брюзгин, система IndustrialNet весьма значима для компании. Чтобы гарантировать совместимость своих решений, Panduit сотрудничает с другими поставщиками изделий Industrial Ethernet (сетевой и кабельной инфраструктуры, средств управления и автоматизации, электрооборудования) в рамках программы Panduit Architecture for Converged Technologies (PACT). Это должно способствовать упрощению интеграции и ускорению окупаемости инвестиций. В частности, для проверки совместимости решений Panduit взаимодействует с Cisco Systems, которая выпускает промышленные коммутаторы. Panduit уже десять лет присутствует на российском рынке, однако лишь в последний год стала активно наращивать объемы продаж через своих дистрибьюторов — компании DNA Trading, «Бурый Медведь» и «Марвел».

Компания R&M развивает промышленные кабельные системы (Industrial Cabling) как одно из направлений своей деятельности, используя солидный опыт создания экранированных решений и офисных СКС с повышенным уровнем надежности. По словам Александра Савчука, руководителя отдела корпоративных систем «R&M Украина», она располагает полным спектром оборудования, готового к применению в сложных условиях, включая распределительные коробки, адаптеры, различные заглушки, соединительные шнуры. Соединители R&M рассчитаны на широкий диапазон температур. Разработчики уверены, что экранированные кабельные системы просты в инсталляции, а их применение не требует дополнительных усилий. Компания развивает свои продукты в направлении увеличения степени защиты (до IP67), адаптации Ethernet к промышленным приложениям, интеграции в одной системе оптических и медных компонентов. В целях расширения ассортимента в него включены пластиковые и металлические распределительные защитные коробки Venus (IP54), розетки RJ-45 серии Splash-Line (IP54), распределительные коробки (IP67) на шесть волоконно-оптических адаптеров.

Дополнительная механическая защита, применяемая R&M в офисных СКС, пригодилась и в промышленных решениях. Здесь компания предлагает те же разъемные соединения с дополнительной защитой по IP. В соединителях с классом защиты IP67 установлены специальные сальники и резиновые прокладки, прижимаемые к внутренней части адаптера. Это могут быть медные (RJ-45) или оптические соединители для оптического волокна SM, MM и POF. Механическая устойчивость достигается путем фиксации разъема при помощи двух защелок. На всех коммутационных шнурах R&M, независимо от категории, устанавливаются соединители Категории 6 с улучшенными характеристиками.

Кабели SSTP Категории 5 для жестких условий эксплуатации имеют увеличенный диаметр жилы, а экранирование каждой пары улучшает характеристики, которые в тяжелых условиях со временем ухудшаются — как следствие, срок эксплуатации кабеля увеличивается. Многожильные проводники (stranded) и экранирование пар повышают устойчивость кабеля к механическим нагрузкам (при сохранении его характеристик), а оболочка противостоит разрушительному воздействию нефтепродуктов. Специальный кабель с оболочкой из полиэтилена можно применять для наружной прокладки, но, по мнению специалистов R&M, для этой цели наиболее подходит оптическое волокно.

В отличие от большинства других поставщиков R&M предлагает и кабели с пластиковым волокном POF 900/1000 и 200/230 микрон (LCF-M1 и LCF-M2). Второй вид волокна имеет стеклянную сердцевину с оболочкой из пластика, что позволяет увеличить длину канала POF с 50 до 100 м и предполагает применение лазерного источника 850/1300 нм.


Рисунок 7.Siemon Industrial MAX IP67 — промышленный восьмиконтактный модульный соединитель, соответствующий спецификациям ANSI/TIA/EIA-568-B.2 (Категория 5е).

Давно обратила внимание на рынок промышленных кабельных систем и компания Siemon. Она разработала для агрессивных сред экранированные и неэкранированные соединители IMAX класса IP67 на основе байонетного механизма, получившие достаточно широкое распространение как промышленное решение (см. Рисунок 7). IMAX соответствует стандарту промышленного соединителя Enet, разработанного ассоциацией ODVA. Siemon участвует также в работе органов стандартизации в TIA и комитете IEC.

Как большинство соединителей для промышленных кабельных систем, розетка IMAX может устанавливаться в монтажную рамку из нержавеющей стали. Внешний корпус соединителя IMAX изготовлен из долговечного, устойчивого к химическому воздействию пластика. Терминирование вилки IMAX в полевых условиях осуществляется аналогично процедуре для обычной модульной восьмиконтактной вилки: после терминирования кабеля модульной вилкой с помощью обжимного инструмента корпус соединителя фиксируется на вилке, затем при затягивании уплотняющей гайки фиксируется и кабель. Конструкция обеспечивает защиту в кислой, щелочной и масляной среде, устойчивость к вибрациям и работу при температурах от –25 до 85°С.

По данным одного из дистрибьюторов Siemon в России, компании Madex, в настоящее время на рынке представлена промышленная кабельная система EtherNet/IP совместной разработки Siemon/CommScope, отвечающая требованиям стандартов ODVA, EtherNet/ IP и проекту стандарта TIA TR-42.9. В решении Industrial MAX Connectivity применяются соединители Siemon IMAX и кабель EtherNet от CommScope на основе витой пары. Кроме того, Siemon предлагает волоконно-оптические промышленные решения c соединителями LC. Поставляются также настенные боксы и лицевые панели.


Рисунок 8.Розетка промышленного применения от ADC Krone с уровнем защиты до IP67.

Элементы промышленных кабельных систем, в частности кабель в устойчивой к агрессивным средам оболочке и особые розетки, предлагает Corning Cable System. Кабель в полиэтиленовой оболочке и другие виды кабелей специального назначения серии X-Treme выпускает Brand-Rex. Элементы кабельных систем (Категории 5е и 6) с уровнем защиты до IP67 имеются в перечне продуктов компании Krone, предлагающей решения для промышленного использования на базе СКС Krone PremisNet — розетки для рабочих мест, коммутационные и линейные кабели для производственных помещений (см. Рисунок 8).

По словам Александра Исакова, компания переключила свое внимание с промышленных решений Категории 5е на решения Категории 6 STP, к выпуску которых приступила в 2004 г. В Teletekno полагают, что промышленные решения Krone хорошо зарекомендовали себя на европейском рынке, и теперь их планируется продвигать в России. Они применяются, в частности, на строящемся заводе Nokian Tyres во Всеволожском районе. Инсталляцию осуществляет финская ARE, имеющая дочернее предприятие в Санкт-Петербурге.


Рисунок 9. Оптические кабельные сборки LC компании Molex.

Между тем небольшая емкость российского рынка подобных решений заставляет некоторых производителей не спешить с их продвижением. По словам Игоря Павлова, менеджера по продажам и маркетингу представительства Molex Premise Networks в странах СНГ, компания пока не вводила их в спектр своих предложений для России, хотя в ассортименте Molex Industrial Division представлено большое число разнообразных промышленных соединителей, по своему назначению далеко выходящих за рамки сетей Ethernet, а кроме того, выпускаются герметичные коробки Polyport и разъемы питания. Оптические кабельные сборки LC (см. Рисунок 9) имеют класс защиты NEMA 6P и IP67 и рассчитаны на подключение удаленных узлов. Они совместимы с различными типами оптического волокна и конструкциями кабелей.

В серии продуктов RJ-45 Molex предлагает герметичные кабельные соединители для производств разного типа, химической и автомобильной промышленности, складов, аэропортов, вокзалов. Герметичные кабельные сборки позволяют быстро развертывать систему в любых условиях. Байонетный соединитель обеспечивает сопряжение с требуемой глубиной стыковки. Такие соединители Категории 5e с классом защиты IP67 и NEMA 6P соответствуют спецификациям на EtherNet/IP комитетов ODVA и ControlNet Vendors Association.

Между тем в решениях половины работающих в России поставщиков СКС (а это почти два десятка компаний) продукты промышленного применения пока не присутствуют вовсе. По утверждению Игоря Смирнова, среди предлагаемого AESP оборудования Signamax пока таких образцов нет, однако при появлении стабильного спроса и полностью стандартизованных технологий компания готова начать производство востребованных компонентов для промышленных приложений. Компания ОСТЕК-СОМ, в прошлом году представившая в России итальянскую СКС компании Belconn, также ограничивается поставкой офисных систем. Впрочем, со временем интересы Belconn, выпускающей спектр пассивного оборудования для телефонии и сетей передачи данных, наверняка распространятся и на производственные решения. По словам главного исполнительного директора компании Роберто Нориса, уже сейчас ее устройства установлены во многих крупных супермаркетах Европы.

Специализированные промышленные кабельные системы отсутствуют и в спектре решений такого крупного производителя, как SYSTIMAX Solutions (подразделения CommScope), хотя компания выпускает SYSTIMAX BAS System для автоматизации зданий, а CommScope — кабели промышленного применения. Как считает Роман Китаев, директор по продажам SYSTIMAX в России и СНГ, поскольку медножильные кабельные системы SYSTIMAX обладают большим запасом характеристик и высокой помехоустойчивостью (хотя и не являются экранированными), их можно с успехом применять в различных производственных приложениях в сочетании с защищенными соединителями и системами для прокладки кабелей других поставщиков.

Такие дополнительные решения производят несколько компаний. Например, московское представительство британской TRALE предлагает продукцию немецкой компании Ackermann — это лючки с высокой степенью защиты и системы кабельной разводки. Ackermann приобрела известность именно благодаря разработкам сопутствующего оборудования, широко используемого в офисных и заводских условиях. Как отмечают в TRALE, в больших открытых пространствах производственных помещений требуется особым образом обеспечить защиту точки подключения от внешних воздействий, подвод кабелей и размещение абонентской розетки. Ackermann предлагает несколько вариантов решения: монтируемые в бетонный пол лючки и системы кабельных каналов, а также подвесные розетки.


Рисунок 10. Система кабельных каналов Ackermann, заливаемых в бетонную стяжку пола.

Лючки с защитой до уровня IP65 на разное число информационных и силовых розеток монтируются в цехах или на открытых площадках. Система металлических кабельных каналов заливается в бетонную стяжку (см. Рисунок 10), а верхняя съемная крышка лотка устанавливается на уровне пола. Лючки монтируются в любом месте кабельного канала. Такое решение обладает максимальной гибкостью, но и стоимость его высока. Наиболее простой вариант — подвесные розеточные модули (см. Рисунок 11), предназначенные для производственных цехов, автосервисов и т. п. Они удобны, когда коммуникации проходят в открытых лотках под потолком.

Стремясь выйти на новые сегменты рынка, промышленные решения начинают продвигать и отечественные поставщики СКС. Многие из них используют для промышленных приложений готовые продукты зарубежных производителей, нередко наряду с собственными решениями. Кроме того, они предлагают кабели, ориентированные на кампусные и промышленные системы и приспособленные для неблагоприятных условий заводских цехов. Так, по словам Гордея Бабаевского, заместителя генерального директора Lindex Technologies, в состав СКС EuroLAN входят кабели UTP для внешней прокладки Категории 5e и 6 в полиэтиленовой оболочке, рассчитанные на температуры от –40 до +80°С и –60 до +80°С. Их конструкция предусматривает защиту от влаги и ультрафиолетового излучения. Кроме того, в кампусных и промышленных системах можно использовать волоконно-оптические кабели различной конструкции для внешней прокладки, в том числе кабели, бронированные стальной проволокой или лентой, кабели воздушной подвески с тросом, самонесущие и др. В ассортименте Lindex — 14 видов таких изделий.


Рисунок 11. Подвесной розеточный модуль Ackermann.

Компания поставляет весь спектр промышленных кабелей производства Belden CDT и защищенные шкафы чешской компании MICOS. Как утверждается, промышленные решения от Lindex применяются на Оскольском электрометаллургическом комбинате, Ижевском радиозаводе, опытном заводе «Электрон», судостроительном заводе «Вымпел» и на предприятии «Рыбинск кабель». Ряд проектов реализуется на расположенных в России заводах Nestle, куда поставляются также специальные системы нержавеющих лотков Cablofil для пищевой промышленности.

Андрей Семенов, технический директор «АВА Дистрибуции», считает промышленное применение кабельных систем даже более интересным направлением, чем домашние сети. К 2008 г. компания планирует создать СКС промышленного назначения. В настоящее время она предлагает розетки в защищенном исполнении для экранированных и неэкранированных модулей, а также решение «Оптибокс Ай-Ти СКС» — настенный металлический корпус с двумя кабельными вводами для волоконно-оптического кабеля и встроенным инсталляционным микрокоммутатором. «Оптибокс» позволяет подключать до четырех устройств с помощью стандартных портов RJ-45. Он дает возможность организовать связь с удаленным объектом и предназначен для постов операторов в производственных цехах, для нефтедобывающих площадок, складов и проч.

Заключение

Несмотря на достаточно высокие темпы роста экономики, спрос на промышленные кабельные системы на российском рынке пока невелик, однако производители СКС говорят о постепенном его увеличении. Все больше внимания уделяют промышленным сетям инсталляторы, которые могут использовать уже накопленный опыт построения сетей передачи данных. Как отмечает Валерий Капустян, принципиальных отличий в инсталляции и обслуживании промышленных решений и офисных СКС нет, а для грамотной установки защитных кожухов достаточно следовать инструкциям. Электрическая и оптическая части построены на тех же соединителях, что и обычные офисные СКС, поэтому для их монтажа не требуется специального обучения. Полевое тестирование и сертификация на соответствие категориям или классам линий тоже мало чем отличаются. Между тем Александр Брюзгин не исключает, что с принятием стандарта на промышленные СКС специалистам придется проходить дополнительное обучение.

Появление такого стандарта будет способствовать выпуску широкого спектра промышленных кабельных систем, предназначенных для работы в определенных производственных средах, а знание конкретных требований, предъявляемых к оборудованию, позволит инсталляторам избежать ошибок при выборе изделий. Пока же приобретение кабельной системы повышенной защищенности еще не является гарантией ее успешного функционирования в условиях конкретного производства.

Александр Брюзгин считает, что промышленная кабельная инфраструктура обязательно станет структурированной, чем будет гарантироваться ее надежность, управляемость и расширяемость. Сегодня такие решения применяются главным образом при автоматизации производства в относительно «чистых» отраслях (автомобилестроение, авиастроение, фармацевтическая промышленность и т. д.), где особенно велика доля систем автоматизированного проектирования и управления, промышленных роботов. Позднее стандартные специализированные кабельные решения будут проникать как вглубь, на уровень полевых шин, так и вширь, захватывая новые отрасли. Александр Исаков уверен в перспективности внедрения подобных систем, хотя их востребованность зависит от развития промышленности, строительства новых производств и реконструкции существующих.

Промышленные коммуникации не ограничиваются проводными сетями. Сегодня много внимания уделяется технологиям беспроводной связи. В числе преимуществ таких решений — простота инсталляции и гибкость. Производители разрабатывают стратегии управления многочисленными беспроводными устройствами, их интеграции в кабельные сети предприятий.

Очередная волна мобильных вычислений может серьезно изменить среду управления производственными объектами: они предъявляют особые требования к проводной части сетевой инфраструктуры, что только увеличивает потребность в разработке новых стандартов промышленных кабельных систем.

Статья опубликована с разрешения журнала сетевых решений "LAN", №6 2005