Korzystaj z sieci Ethernet przy pomocy nowego panelu krosowego

fot. Phoenix Contact

W środowisku aplikacji przemysłowych coraz częściej można zaobserwować trend odejścia od technologii magistrali obiektowych (Fieldbus) i zastępowanie jej siecią Ethernet. Przed planistami i projektantami jawi się zatem trudne wyzwanie doboru najbardziej optymalnych komponentów dla danej sieci. Zaletą stosowania panelów krosowych w infrastrukturze staje się wówczas proste, bezpieczne i uporządkowane łączenie zainstalowanych w sieci urządzeń.

Do czego służą panele krosowe?

Panele krosowe to pasywne podzespoły, których zadaniem jest połączenie ze sobą dwóch segmentów bądź poziomów, takich jak instalacja z przewodów jednożyłowych ze skrętką. W automatyce pełnią one funkcję interfejsu pomiędzy okablowaniem w środku szafy sterowniczej a urządzeniami sieciowymi, zainstalowanymi poza nią. Stosowanie paneli krosowych umożliwia wykonanie instalacji szafy sterowniczej z okablowaniem obiektowym. Może ono być podłączone dopiero w miejscu montażu, a jego zdefiniowanie odbywa się już na etapie konfiguracji całego systemu.

Wszystkie komponenty, które mają trafić do szafy sterowniczej, podlegają wstępnej instalacji jeszcze na etapie produkcji. Dzięki takiemu zabiegowi, w momencie uruchomienia systemu u finalnego klienta, trasowaniu muszą podlegać wyłącznie linie okablowania obiektowego. Osoba instalująca szafę sterowniczą nie musi otwierać żadnych kanałów kablowych, gdyż panele krosowe znajdują się w jej dolnej części, niedaleko wejścia kablowego. Dzięki temu, że zostały wstępnie zamontowane, istnieje możliwość wcześniejszej instalacji okablowania wewnętrznego szafy sterowniczej. Nieskomplikowane podłączenie kabla ethernetowego do panelu krosowego przekłada się na możliwość odstąpienia od instalacji złącza RJ45, które wymaga posiadania specjalnych narzędzi.

Systemy CAD wymagają, aby każdy interfejs i komponent podczas konfiguracji posiadał unikalne oznakowane urządzeń (EI). Konstrukcja paneli krosowych umożliwia wygodne oznaczenie ich na przedniej stronie za pomocą etykiety EI. Tak tworzona sieć charakteryzuje się uporządkowaniem na etapie konfiguracji i gwarancją bezbłędnego działania w miejscu instalacji.

Zabezpiecz się przed wpływami zewnętrznymi

Spośród ośmiu nowych paneli krosowych, każdy użytkownik będzie mógł wybrać odpowiadającą mu technologię i metodę połączenia. Proces instalacji przebiega łatwo, szybko i bezpiecznie, zajmując nawet o 60 procent mniej czasu niż w przypadku konwencjonalnych paneli krosowych. Rozwiązanie to staje się o wiele bardziej opłacalne ekonomicznie. Okablowanie obiektowe szafy sterowniczej może być podłączone do jednego z trzech rodzajów zacisków: śrubowych, Push-in lub IDC (w zależności od danej wersji). Zastosowanie bloku zacisków Push-in przekłada się na wygodniejsze połączenie w porównaniu do najczęściej stosowanej technologii połączeń śrubowych. Jednak największe oszczędności czasu uzyskano dzięki technologii szybkozłączek IDC. Dzięki tej technologii z przesunięciem izolacji nie trzeba już usuwać izolacji z pojedynczych przewodów. Zastosowanie kodów koloru, wydrukowanych na spodzie otwartej pokrywy, sprawia, że podłączenie przewodów może odbyć się zgodnie z normami TIA 568A, TIA 568B i Profinet. Oznaczenie prawidłowej długości osłony izolacji kabla odbywa się również przy użyciu znaku linii.

Po podłączeniu przewodów, pokrywa zostaje zamknięta. Zasłania ona przestrzeń okablowania pomiędzy kablem obiektowym, posiadającym zaciski bloku złączy a stykiem ekranu kabla – element ten nadaje całej instalacji jednolitą konstrukcję, a wszystkie przewody łączące zyskują ochronę przed czynnikami zewnętrznymi. Połączenie z urządzeniami peryferyjnymi odbywa się za pośrednictwem krosowych kabli RJ45, które zostały już poddane procesowi wstępnego montażu. Ekranowany całkowicie układ przewodów w kompaktowych komórkach sprawia, że przepustowość transmisji potrafi osiągnąć nawet 1 Gb/s. Rozszerzeniu ulega również zakres temperatury pracy, wynoszący od -40°C do 75°C, dzięki czemu przewody mogą być stosowane w wielu rozmaitych gałęziach przemysłu.

Opatentowany styk ekranu kabla z ochroną przed odkształceniami

Innowacyjne panele krosowe z rodziny produktów PP-RJ ... oraz PP-RJ- ... -F charakteryzują się nowym rodzajem łączenia ekranowania kabli. Mogą one zostać podłączone bez użycia narzędzi, nie tracąc przy tym właściwości ochronnych przed odkształceniami. Sprężyna stykowa ekranu dociska kabel z plecionym ekranem, zagiętym w kierunku osłony kabla, na powierzchnię styku. Trzeba ją umieścić bezpośrednio na ścieżce przewodzącej na płytce drukowanej. Aby tego dokonać, kabel zostaje osadzony w gnieździe – blaszkę sprężyny przyciska się wówczas palcem aż do momentu, w którym wskoczy we właściwe miejsce obudowy. Zabieg ten sprawia, że ekranowanie pokrywa dużą powierzchnię kabli, a ich zabezpieczenie przed odkształceniem sięga 50 N.

Aby zwolnić połączenie elementów, blokadę mechanizmu należy podważyć przy użyciu śrubokręta. Do zamknięcia osłony po podłączeniu kabla wystarczy jedynie niewielki nacisk – styk ekranu nie ulegnie otwarciu niezależnie od poziomu wibracji. Za bezpieczne i bezpośrednie podłączenie ekranu do potencjału masy odpowiada szyna DIN. Powyższa metoda skutkuje rozładowaniem wszelkich zakłóceń, które mogłyby wystąpić na ekranowaniu kabli.

Różnorodność mechanizmów ochrony a wysoka dostępność systemu

Cztery panele krosowe w wersji PP-RJ- ... -F to pierwsze konstrukcje do szyn DIN, które zostały wyposażone w zintegrowaną ochronę przeciwprzepięciową. Jest ona niezbędna, gdyż interfejsy Ethernet pracują z niskimi poziomami sygnału przy wysokich częstotliwościach. Sprawia to, że są szczególnie podatne na napięcia udarowe i związane z nimi awarie, jak np. zniszczenie drogich podzespołów danej sieci. Sprzężenie napięć może mieć bardzo zły wpływ na urządzenia, zwłaszcza w przypadku okablowania w więcej niż jednym budynku bądź szafie sterowniczej. Nowe panele krosowe spełniają, więc normę ochrony przeciwprzepięciowej DIN EN 61643-21, wraz z klasyfikacją testową IEC C2. „Port po stronie obiektu” jest wówczas stosowany jako interfejs do ochrony przeciwprzepięciowej. Występuje on zarówno jako RJ45, jak i w postaci bloku zacisków pod pokrywą, chroniąc osiem ścieżek sygnałowych. 

Nowe panele krosowe posiadają opatentowany system monitorowania prądu, dzięki czemu bardzo dobrze współpracują z aplikacjami PoE (Power over Ethernet). Instalacje, które mają różne potencjały odniesienia, narażone są niekorzystny przepływ prądów wyrównawczych przez ekranowanie kabla, co może przełożyć się na zakłócenie komunikacji, a nawet uszkodzenie kosztownych urządzeń sieciowych. Panele krosowe zapobiegają temu zjawisku poprzez prostą diagnostykę połączeń między kablami przy użyciu PoE. Wszystkie prądy wyrównawcze i sprzężone są mierzone i wyświetlane za pomocą diody LED, która czerpie moc z zasilania PoE. Świecąca się dioda LED oznacza, że wartość prądu ekranu kabla przekracza 30 mA, co świadczy o problemach z uziemieniem w obrębie całej instalacji. Może to wynikać z nieprawidłowego podłączenia niektórych szaf sterowniczych lub części budynku pod względem ich potencjałów, bądź wysokiego zagrożenia wpływu elektromagnetycznego na kabel w trakcie instalacji urządzenia. 

Dlaczego warto zainwestować w panele krosowe Phoenix Contact?

Nowe panele krosowe Ethernet produkcji Phoenix Contact służą do szybkiego i prostego połączenia pomiędzy okablowaniem obiektowym a okablowaniem szafy sterowniczej. Te pasywne panele łączeniowe to wygodny zamiennik dla złączy RJ45, które muszą być montowane na miejscu oraz wymagają instalacji przy pomocy narzędzi. Panele te są wyposażone w osiem szyn DIN, które obsługują różne rodzaje połączeń. Przestrzeń okablowania jest uszczelniona i chroniona za pomocą pokrywy, a wykorzystanie jednego z trzech rodzajów łącz (IDC, śrubowego bądź Push-in) przekłada się na większy komfort montażu kabla obiektowego. Ekran kabla podłącza się szybko i bez pomocy narzędzi, na co wydatny wpływ ma zastosowanie zabezpieczenia przed odkształceniami.  
Ochrona podłączonych urządzeń peryferyjnych i wysoka dostępność systemu jest możliwa dzięki opcjonalnym zabezpieczeniom przeciwprzepięciowym. Rozwiązanie to pomaga też uniknąć kosztów związanych z naprawami i przestojami, zapobiega również utracie istotnych danych. Dzięki dodatkowym możliwościom monitorowania prądu ekranu kabla, rozszerza się liczba opcji diagnostycznych – odpowiada za nie dioda LED, której zadaniem jest wskazywanie prądów przepływających w ekranie, wytwarzanych przez różne potencjały bądź wpływy elektromagnetyczne. Dzięki temu użytkownik systemu otrzymuje informacje o problemach w obrębie instalacji, nie przeprowadzając jednocześnie zaawansowanych pomiarów.