Кабелі та дроти - в чому різниця?

Ці терміни часто плутають, оскільки різниця між ними за змістом невелика. Використання їх як взаємозамінних не є серйозною помилкою, але для точності давайте пояснимо різницю:

• дроти - можуть бути ізольовані або не ізольовані твердим матеріалом, мають номінальну напругу до 6 кВ і прокладаються тільки всередині приміщень (часто в оболонках кабелепроводів)

• кабелі - можуть використовуватися у всьому діапазоні напруг і завжди мають зовнішню ізоляцію, тому можуть бути прокладені, наприклад, у землі або у воді

Типи проводів і кабелів, що використовуються в автоматизації

Основними типами кабелів, що використовуються в автоматизації, є силові та контрольні кабелі. Вони використовуються для подачі живлення на пристрій від мережі або для керування. Прикладами є термостійкі кабелі керування, сервокабелі, кабелі керування двигуном від інвертора або безгалогенні кабелі чи галогенні кабелі керування - вогнестійкі кабелі, які перешкоджають надходженню кисню в зону пожежі і таким чином гасять полум'я.

З розвитком цифрових технологій, включаючи Ethernet, кабелі передачі даних і волоконно-оптичні кабелі набули популярності.

Було б важко описати всі типи кабелів і проводів, що використовуються в промисловій автоматизації, в одній статті. Тому ми представляємо загальний розподіл за типами, призначенням і конструкцією:

Вени

Кількість:

• одноядерний

• багатоядерний

Тип:

• з алюмінієвими жилами

• з мідними жилами

Екранування

• екранований

• неекранований

Твіст

• вита (вита пара)

• розкрутився

Тип заявки

• для стаціонарних застосувань

• для мобільних додатків

Матеріал

• кабелі з полівінілхлориду (ПВХ)

• поліуретанові (PUR) кабелі

• Кабелі POC

Кабелі керування

Кабелі керування призначені для приєднання до електрообладнання, апаратури в електричних розподільчих пристроях змінної напруги (до 600 В і частотою до 100 Гц) або постійної напруги до 1000 В при температурі навколишнього середовища від - 50 до + 50 град. С. Кабелі управління використовуються для передачі електричної енергії в ланцюгах управління, сигналізації, регулювання і захисту, а також у вимірювальних системах.

Кабелі керування можуть мати жили перерізом від 0,75 до 10 мм2, виготовлені з одного мідного або алюмінієвого дроту, кількість жил - 4, 5, 7, 10, 14, 19, 27, 37.

Провідники можуть бути ізольовані гумою, покриті полівінілхлоридним пластиком, ізольовані поліетиленом. Провідники мають оболонку і можуть бути покриті бронею з двох сталевих смуг, а іноді і захисним покриттям.

Контрольні дроти - кольорове маркування кабелю

Контрольні кабелі маркуються наступним чином: X0X1X2X3X4 - X5X6, де Х0 - матеріал жили: А - алюміній, мідь не маркується, К - контрольний, Х1 - матеріал ізоляції жили: Р - гума, В - полівінілхлорид, П - поліетилен, Пс - самозатухаючий поліетилен. Х2 - оболонка: V - полівінілхлорид, VGE - полівінілхлорид на загальному екрані з алюмінієвої або мідної фольги, H - негорюча гума (нейрит), S - свинець, X3 - броня: B - дві сталеві стрічки, Bb - одна профільована сталева стрічка, K - оцинковані сталеві дроти круглого перерізу з гумовою ізоляцією жил, Pb - також з ПВХ або ПЕ ізоляцією жил, X4 - захисний броньований кожух: G - немає, H - не профільований, Шв - шланг з ПВХ, X5 і X6 - кількість і переріз жил, мм2.

Кожен кабель управління має багатожильні ізольовані провідники. Кожна жила має зустрічну жилу синього або блакитного кольору, поруч з якою розташована спрямована жила червоного або рожевого кольору.

Кабелі сигнальні і блокувальні призначені для залізничних кіл, пожежної автоматики, телеграфних та інших систем на напругу 300 В змінного струму і 700 В постійного струму, при температурі навколишнього середовища від - 50 до + 60 град. С.

Одножильні кабелі

Їхній сердечник складається з одного дроту (для стаціонарних приймачів) або з кількох дротів (для мобільних приймачів). Найчастіше їх виготовляють з міді, завдяки міцності, пластичності та високій провідності цього матеріалу.

Приклади застосування одножильних кабелів:

• шафи управління

• портативне зварювальне обладнання

• кабельні джгути

Багатожильні кабелі

Багатожильні кабелі складаються з декількох одножильних провідників, з'єднаних спільною зовнішньою ізоляцією (захисним шаром). Кількість жил не обмежена, і на практиці можна зустріти кабелі, що мають до 50 жил. На ринку доступна велика кількість різних типів багатожильних кабелів і проводів, що відрізняються залежно від сфери застосування. Багатожильні кабелі, як і одножильні, зазвичай виготовляються з міді.

Приклади використання багатожильних кабелів:

• на штукатурці в сухих приміщеннях

• під штукатурку в сухих приміщеннях

Екрановані кабелі

Використання екранованої витої пари в електричних кабелях захищає сигнал, що передається по них, від зовнішніх або електромагнітних перешкод, що генеруються електронними пристроями, які працюють в безпосередній близькості. Цей електричний кабель дозволяє передавати аналогові та цифрові сигнали з незначною втратою даних. Однак слід пам'ятати, що екрановані кабелі будуть виконувати ці функції тільки в тому випадку, якщо вони заземлені.

Екран зазвичай виготовляється з алюмінієвої фольги, мідної або алюмінієвої оплітки. Він може бути одинарним або подвійним.

Приклади застосування екранованих кабелів

• сучасні системи управління та сигналізації

• підключення вимірювальних приладів

• лікарні, автозаправні станції, промислові цехи та інші місця, де необхідно мінімізувати електромагнітні випромінювання за межами мережі

Неекрановані кабелі

Це кабелі, в яких екранування не застосовувалося ні до всього кабелю, ні до окремих провідників.

Приклади використання неекранованих кабелів

Інвестиції, для яких не потрібна більша стійкість до електромагнітних перешкод.

Кабелі типу "вита пара" (скручена пара)

Кабелі "вита пара" складаються з однієї або декількох пар дротів, скручених між собою. Ця процедура служить для усунення електромагнітних перешкод і взаємних наведень (перехресних перешкод).

Параметр, який має важливе значення для кабелів типу "вита пара", - це так званий крок скручування жил. Чим він менший, тим більша гнучкість кабелю.

Приклади застосування багатожильних проводів

Кабелі без кручення (лінійні)

Провідники без скручування виготовляються з провідників, які розміщені рівномірно по відношенню один до одного, без скручування.

Приклади використання розкручених кабелів

Стаціонарні приймачі

Сервоприводи

Сервокабелі використовуються для керування сервомеханізмами - пристроями, які складаються з електродвигуна, електроніки та редуктора, укладених у загальний корпус. Сервокабелі часто повинні долати великі відстані між шафою управління і приводом, і тому характеризуються такими особливостями, як :

• низька ємність

• загасання

• маслостійкість

• вогнестійкий

• стійкість до ультрафіолетового випромінювання

Інші типи кабелів управління:

• Галогенні кабелі керування

• Безгалогенні кабелі керування

• Кабелі для мобільних споживачів

• Кабелі для стаціонарних приймачів

• Кабелі для інверторних двигунів

Кабелі сигналізації та блокування

Кабелі СЦБ виготовляються виключно з мідними жилами діаметром дроту 1,0 мм. Жили і оболонка ізольовані поліетиленовим або ПВХ пластифікатором. Може бути армований двома сталевими стрічками.

Позначення схоже на кабелі управління, тільки перші літери "СБ" - сигнальні та кабелі блокування. Ізольовані жили або пари скручені. У кабелі з більш ніж 7 жилами в кожній жилі два сусідні жили мають кольорове маркування, щоб відрізнити їх один від одного і від інших жил.

Кількість пар провідників: 1, 3, 4, 10, 12, 14, 19, 24, 27, 30. Кількість жил: від 2 до 61. Кабелі можуть мати екран з алюмінієвої стрічки або металізованого паперу, а також мідний дріт діаметром 0,5-0,6 мм, прокладений уздовж, який контактує з екраном по всій довжині і служить для заземлення екрану.

Кабелі для передачі даних

В епоху Індустрії 4.0, яка базується на обробці та передачі різних типів даних, кабелі для передачі даних набувають все більшого значення. Вони відрізняються від кабелів управління головним чином меншим діаметром поперечного перерізу жил.

Основна відмінність між кабелями - це швидкість передачі даних. Позначення UTP, FTP і SFTP вказують на різну швидкість, з якою приймаються і відправляються пакети даних.

Кабелі передачі даних повинні:

• передавати дані швидко та безпечно

• бути стійкими до потенційних електромагнітних перешкод

• мати достатню пропускну здатність і загасання для послідовної передачі за допомогою комунікаційної шини RS-232, RS-422 або RS485.

Мідні кабелі для локальних мереж

Багатожильні мідні кабелі використовуються для створення комп'ютерних мереж LAN. У цих мережах можна зустріти як екрановану виту пару, таку як U/FTP, F/UTP, Sc/FTP, F/FTP, так і неекрановану виту пару, таку як U/UTP. Останні використовуються набагато частіше через їх більш доступну ціну.

Кабелі для системних з'єднань BUS

Кабелі BUS використовуються для управління промисловими процесами. Комунікаційна шина BUS передає дані між пристроями в мікропроцесорних системах. Кабелі зв'язку BUS більш надійні, ніж стандартні мідні кабелі, і краще підходять для передачі даних на високих швидкостях. Найпоширенішими шинами є:

• Профібус

• Інтербус

• Профінет,

• CAN-шина,

• DeviceNet Asi

• Ethernet

• Оптоволоконний кабель

Оптоволоконні кабелі, або оптичне волокно, - це технологія, яка передає інформацію у вигляді світлових імпульсів по скляному або пластиковому волокну.

Оптоволоконний кабель може містити різну кількість цих скляних волокон - від кількох до кількох сотень. Ще один шар скла, який називається оболонкою, оточує серцевину скловолокна. Шар буферної трубки захищає оболонку, а шар оболонки діє як остаточний захисний шар для однієї нитки.

Оптоволоконні кабелі широко використовуються через їхні переваги над мідними кабелями. Деякі з цих переваг включають вищу пропускну здатність і швидкість передачі даних.

Кабелі Ethernet

З'єднує окремі локальні мережі та забезпечує зв'язок між пристроями, використовуючи відповідний протокол, який є спільною мовою мережі.

Раніше для ethernet використовувалися коаксіальні кабелі, наприклад, 10BASE5 був товстим 12-міліметровим коаксіальним кабелем з хвильовим опором 50 Ω. Популярні варіанти сьогодні включають екрановану (U/UTP) або неекрановану виту пару (F/UTP) з 8 провідниками

Кольори кабелів у промисловій автоматизації

Кольори кабелів можуть відрізнятися у різних виробників. Однак, спираючись на стандарти PN-90/E-05023, PN-EN 60204-1 та власний досвід, ми можемо виділити певні закономірності:

Для постійного струму (DC):

• червоний - позитивний потенціал

• синій або чорний - негативний потенціал

Для змінного струму (AC):

• чорний, коричневий, сірий, білий, фіолетовий, червоний - один з цих кольорів позначає фазний провід. Вибір кольору є довільним і залежить від виробника.

• синій - нульовий провід

• зелено-жовтий - захисний провідник PE і PEN, який забезпечує захист від ураження електричним струмом

Маркування проводів і кабелів

Для позначення проводів і кабелів використовується не тільки кольорова система, але й цифрове та літерне маркування. Вони відносяться до наступних змінних у наведеному порядку:

• ідентифікація

• номінальна напруга

• ізоляційний матеріал

• матеріал вторинної оболонки

• додаткова інформація

• тип провідників

• кількість провідників

• інформація про те, чи є кабель із захисним провідником

• номінальний переріз провідника в мм

Який кабель підходить для вашого застосування?

Як ви можете бачити з наведеної вище інформації, існує багато змінних і відмінностей між кабелями. Для більшої наочності ми звели основні характеристики кожного типу кабелю в таблицю. Це дає змогу порівнювати кабелі та вносити виправлення.