Кабели Lapp DeviceNet
Кабели Lapp для сетей DeviceNet: технические характеристики, конструкция и применение
Кабели Lapp для сетей DeviceNet представляют собой специализированную группу кабельной продукции, разработанную для надежной передачи данных и питания в промышленных сетях на основе протокола DeviceNet. Данный протокол, являющийся частью семейства сетей Fieldbus (стандарт ODVA), широко используется для соединения промышленных устройств нижнего уровня (датчиков, приводов, клапанов, пультов) с контроллерами и системами управления. Кабели Lapp DeviceNet соответствуют требованиям спецификации ODVA и обеспечивают стабильную работу сети в условиях промышленных помех, механических нагрузок и неблагоприятных климатических факторов.
Конструктивные особенности и типы кабелей Lapp DeviceNet
Конструкция кабелей оптимизирована для задач передачи сигналов управления и питания по одной линии (силовые и сигнальные пары объединены). Основные элементы конструкции включают:
- Токопроводящие жилы: Используется медь, как правило, многопроволочная для обеспечения гибкости. Сечение жил стандартизировано: для сигнальных пар обычно 0,34 мм² (22 AWG), для силовой пары – от 0,75 мм² до 2,5 мм² в зависимости от требуемой токовой нагрузки.
- Изоляция жил: Изготавливается из поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилена (РЕ) или термопластичного эластомера (ТРЕ). Цветовая маркировка соответствует стандарту DeviceNet: красный (питание +24В), черный (общий провод питания), синий (сигнальный CAN_L), белый (сигнальный CAN_H), зелено-желтый (заземление/броня).
- Экран: Присутствует в кабелях для защиты от электромагнитных помех (ЭМП). Обычно используется оплетка из луженой меди с высоким коэффициентом покрытия (более 80%) или комбинация оплетки и алюмополимерной ленты. Для тонких кабелей может применяться спиральный экран.
- Внешняя оболочка: Определяет область применения кабеля. Изготавливается из ПВХ (для стационарной прокладки внутри помещений), полиуретана (PUR) (для гибкого применения, устойчива к маслу и истиранию) или безгалогенных материалов (для объектов с повышенными требованиями к пожарной безопасности).
- Топология: Используется линейная (магистральная) топология с ответвлениями (дропами). Магистраль должна быть выполнена толстым кабелем (например, UNITRONIC BUS DN сечением 1,5 мм² или более), ответвления – тонким (0,34 мм²) или тем же толстым.
- Согласование сопротивлений: На обоих концах магистрали должны быть установлены согласующие резисторы (терминаторы) 121 Ом. Это предотвращает отражение сигнала.
- Заземление: Заземление экрана и дренажного провода должно выполняться только в одной точке, как правило, на источнике питания. Это предотвращает образование контуров заземления. На ответвлениях экран должен быть изолирован.
- Отделение от силовых линий: Кабели DeviceNet должны прокладываться на расстоянии не менее 300 мм от силовых кабелей (> 60 В) или пересекать их под углом 90°. При параллельной прокладке в одном лотке рекомендуется использовать разделительные перегородки.
- Длина сегмента и скорость передачи: Максимальная длина сегмента сети зависит от скорости передачи данных и типа используемого кабеля. Для толстого кабеля: 500 м при 125 кбит/с, 250 м при 250 кбит/с, 100 м при 500 кбит/с. Для тонкого кабеля длины сокращаются примерно вдвое.
Основные типы кабелей Lapp в рамках серии DeviceNet:
| Тип кабеля / Серия | Конструкция | Материал оболочки | Ключевые свойства и применение |
|---|---|---|---|
| UNITRONIC® BUS DN | 5-жильный (2 сигнальные, 2 силовые, 1 земля), экран (оплетка) | ПВХ | Для стационарной прокладки, трасс, кабельных каналов. Устойчивость к УФ-излучению. |
| UNITRONIC® BUS DN-PUR | 5-жильный, экран (оплетка) | Полиуретан (PUR) | Высокая гибкость, стойкость к маслам, смазкам, истиранию. Для подвижного применения на машинах и роботах. |
| UNITRONIC® BUS DN-FD | 5-жильный, экран (оплетка) | Безгалогенный материал | Пониженное дымовыделение и коррозионная активность газов при пожаре. Для общественных зданий, транспорта. |
| ÖLFLEX® SERVO DN | 5-жильный, экран (оплетка + фольга), часто с дополнительной внутренней защитой | PUR | Специализированный кабель для сервоприводов в сетях DeviceNet. Высокая механическая прочность, устойчивость к скручиванию. |
Технические характеристики и соответствие стандартам
Кабели Lapp DeviceNet спроектированы в строгом соответствии с техническими требованиями ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) и международными стандартами.
| Параметр | Значение / Описание | Стандарт / Основание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение | 300 В (между жилами) | IEC 60332-1 |
| Испытательное напряжение | 2000 В (переменный ток, 5 мин.) | Внутренние испытания |
| Волновое сопротивление | 120 Ом ±10% (для сигнальной пары) | Спецификация DeviceNet |
| Передача данных | До 500 кбит/с (зависит от длины сегмента) | Спецификация DeviceNet |
| Емкость сигнальной пары | Typically < 60 пФ/м | Критично для целостности сигнала CAN |
| Рабочая температура | От -40°C до +80°C (для PUR), от -5°C до +70°C (для ПВХ) | EN 50363-0 |
| Минимальный радиус изгиба | При монтаже: 5 x D (наружный диаметр кабеля). При движении: 7.5 x D. | Рекомендация производителя |
| Сопротивление экрана | < 1.5 мОм/м (для эффективного экранирования) | EN 50288-6-1 |
Правила проектирования и монтажа сети DeviceNet с использованием кабелей Lapp
Корректный монтаж критически важен для стабильной работы сети. Необходимо соблюдать следующие принципы:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем основное отличие кабеля DeviceNet от обычного кабеля витой пары?
Кабель DeviceNet является комплексным решением, объединяющим в одной оболочке как витую сигнальную пару для передачи данных по протоколу CAN, так и отдельные силовые жилы для подачи питания на подключенные устройства (до 8А на сегмент). Это исключает необходимость прокладки отдельных силовых линий. Кроме того, он имеет строго нормированное волновое сопротивление (120 Ом) и специальную цветовую маркировку, соответствующую стандарту ODVA.
Можно ли использовать кабель в PUR-оболочке для наружной прокладки?
Кабели Lapp в оболочке из полиуретана (PUR) обладают высокой стойкостью к маслам, истиранию и многократным изгибам, но, как правило, не предназначены для постоянного воздействия прямого солнечного света и атмосферных осадков без дополнительной защиты. Для наружной прокладки рекомендуется использовать кабели в специальной УФ-стойкой ПВХ оболочке (например, UNITRONIC BUS DN) или прокладывать их в защитных гофротрубах, лотках с крышками.
Как правильно выбрать сечение силовых жил?
Сечение выбирается исходя из суммарного потребления тока всеми устройствами на сегменте, длины магистрали и допустимого падения напряжения. Рекомендуется проводить расчет падения напряжения. В качестве ориентира: для магистрали длиной до 100 м и токовой нагрузки до 3-4 А обычно достаточно сечения 1,5 мм². Для более длинных линий или больших токов следует выбирать кабель с сечением 2,5 мм².
Что делать, если требуется нестандартное количество жил?
Стандартный кабель DeviceNet – 5-жильный. Однако для некоторых применений (например, когда требуется резервная сигнальная пара или дополнительные линии питания) компания Lapp предлагает кабели с увеличенным количеством жил (например, 8-жильные). Важно убедиться, что дополнительные жилы не нарушат волновое сопротивление основной сигнальной пары и не увеличат перекрестные помехи.
Какой тип кабеля выбрать для подключения подвижного механизма (например, шарнира робота)?
Для таких применений необходим специальный гибкий кабель, рассчитанный на постоянное циклическое движение. Серия ÖLFLEX® SERVO DN специально разработана для сервоприводов и робототехники. Она обладает повышенной стойкостью к скручиванию, вибрации и многократным изгибам (высокий класс гибкости). Использование обычного кабеля для стационарной прокладки в динамических приложениях приведет к преждевременному обрыву жил.
Требуется ли специальный инструмент для монтажа разъемов?
Да, для обеспечения надежного контакта и сохранения целостности экрана рекомендуется использовать профессиональный инструмент: стрипперы для точного снятия изоляции с коаксиальных пар, обжимные клещи для контактов разъема (например, для микролезвийных клемм) и, при необходимости, инструмент для опрессовки экранирующей оплетки. Неправильный монтаж является частой причиной нестабильной работы сети.
Заключение
Кабели Lapp для сетей DeviceNet представляют собой инженерно-оптимизированные решения, обеспечивающие целостность сигнала, электромагнитную совместимость и механическую надежность в жестких промышленных условиях. Правильный выбор типа кабеля (PUR, ПВХ, безгалогенный), его сечения и соблюдение правил проектирования и монтажа сети являются фундаментальными условиями для создания устойчивой и безотказной системы промышленной автоматизации. Широкий ассортимент Lapp позволяет подобрать кабель для любых задач: от стационарной прокладки в цеху до высокодинамичных применений в робототехнике.