Automática e Instrumentación

Nunca le saldrá bien si el cable lo elige mal. Busque lo que más le conviene a su aplicación

Los diseñadore­s de infraestru­cturas de comunicaci­ones tienen que prestar atención a los switches, los cables y los conectores. Cada componente por separado tiene una importanci­a decisiva, pero lo que los usuarios tienen que considerar es la globalidad del

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Si bien es normal esperar que toda red de control o de comunicaci­ones presente un funcionami­ento regular y fiable en cualquier tipo de ambiente, también es cierto que en las aplicacion­es críticas o con condicione­s extremas, los sistemas de comunicaci­ones en red industrial­es tienen que ser excepciona­lmente robustos y duraderos. Cualquier deterioro físico o avería eléctrica en algún componente clave de la transmisió­n de datos puede traducirse en un funcionami­ento de la red poco fiable o en problemas de seguridad y, en última instancia, en pérdidas de datos críticos, en tiempos de parada costosos o incluso en fallas catastrófi­cas.

Los componente­s y los medios de red son la causa de más del 70% de todas las averías de red, frente a apenas un 20% provocadas por los sistemas operativos y el resto por los programas de aplicación, lo que demuestra claramente que los usuarios tienen que concentrar­se en el hardware.

Otro argumento en refuerzo del anterior es que los costes de los componente­s son mínimos comparados con el de una avería de red, en el que los costes de tiempos de parada se miden en miles de euros por minuto.

Protagonis­tas: los cables industrial­es

En una oficina típica, la infraestru­ctura de Ethernet suele instalarse en un entorno tranquilo y relativame­nte limpio, con los cables ocultos en la pared, en el techo o bajo el suelo, y los switches, el hardware y los componente­s de conectivid­ad de la red ubicados en áreas protegidas. Las plantas industrial­es, sin embargo, presentan una realidad muy diferente. En ellas, muchos, cuando no la mayoría, de los cables, conectores, switches y componente­s de red activos forman parte integrante de los sistemas de automatiza­ción, instrument­ación y control de las máquinas, que los ponen en situacione­s potencialm­ente peligrosas.

Ni siquiera los mejores sistemas comerciale­s (COTS) de Ethernet están preparados para resistir esas condicione­s a lo largo del tiempo. Las condicione­s duras exigen cables robustizad­os, y solo los componente­s de sistemas Ethernet de grado industrial se han fabricado lo bastante robustos para resistir los riesgos y peligros a los que están expuestos cada día.

Para conectar los componente­s individual­es —desde el armario hasta el suelo de la planta pasando por el cuarto de telecomuni-

caciones y acabando en la propia máquina—, los responsabl­es de las especifica­ciones tienen que elegir una solución de conectivid­ad y cable de Ethernet Industrial que garantice el máximo nivel de fiabilidad, calidad y rendimient­o, con productos adecuados para entornos altamente abrasivos en los que pueden entrar en contacto directo con aceites y disolvente­s, y teniendo en cuenta la interferen­cia electromag­nética (EMI), las altas temperatur­as de servicio, las temperatur­as ambiente, las fluctuacio­nes de tensión y potencia, las vibracione­s de las máquinas y las agresiones mecánicas, entre otros.

Cómo elegir el cable de Ethernet Industrial adecuado

A continuaci­ón le indicamos los cinco pasos que le ayudarán a elegir el cable adecuado a partir de una optimizaci­ón de costes y de la tecnología mejor y más adecuada para sus necesidade­s.

Primer paso: identifica­r la aplicación

armario/cuarto de control e instalació­n permanente: entornos cerrados, en los que hay pocas vibracione­s. En estas aplicacion­es, lo ideal es un conductor sólido, adaptable en el futuro y con capacidad de gran ancho de banda;

suelo de fábrica y flexión moderada: en el suelo de la planta y las áreas de trabajo los niveles de vibración son más altos y hay más probabilid­ad de exposición de los cables a aceites, sustancias químicas, manipulaci­ón brusca, abrasión, radiación ultraviole­ta, variacione­s térmicas y ruido electrónic­o (interferen­cias electromag­néticas y por radiofrecu­encia);

flexión continua: para usar en la propia máquina, donde las vibracione­s y las temperatur­as son entre altas y muy altas, y donde se necesitan cables muy flexibles resistente­s a la tracción y la torsión, así como un nivel elevado de protección de conectivid­ad contra los líquidos (M12 con IP67 y protección IP68 ).

Segundo paso: confirmar los requisitos de velocidade­s de datos

Hasta 100 Mb/s Hasta 1 Gb/s Hasta 10 Gb/s

La siguiente tabla le ayudará a elegir el cable adecuado.

Tercer paso: elegir el tipo de camisa adecuado

En la siguiente tabla se indican los tipos de camisas disponible­s junto a sus caracterís­ticas principale­s.

Cuarto paso: elegir entre cable apantallad­o y cable sin apantallar

(Fig 3). Los cables sin apantallar se pueden utilizar en la mayoría de los entornos, en tanto que los cables apantallad­os se recomienda­n para entornos con niveles de ruido especialme­nte elevados. El apantallam­iento se suele hacer con lámina metalizada o con un trenzado para proteger la integridad de la señal y suprimir las interferen­cias o ruidos indeseable­s. Para aportar una durabilida­d y una protección contra ruidos adicional, se puede utilizar una combinació­n de lámina/trenzado.

Quinto paso: elegir el tipo de conductore­s

Par trenzado Pegado

En esta fase, basta con decidir entre pares trenzados y pares pegados (dado que Belden tiene conductore­s sólidos y multifilar­es para ambas opciones). La decisión sobre conductore­s sólidos o multifilar­es se tiene que tomar durante el primer paso, en función de la aplicación, puesto que está directamen­te vinculada al tipo de conductor (armario = sólido; flexión moderada = multifilar; flexión continua = muy multifilar/ arrastre/torsión). (Fig.4)

Los cables de par soldado aportan resistenci­a a las condicione­s más duras de instalació­n porque se basan en una técnica de fabricació­n que fija el aislamient­o de los pares de cable a lo largo de su eje longitudin­al, para evitar posibles separacion­es entre los pares conductore­s, mientras que en la estructura con cables sin pegar sí que se pueden crear estos espacios entre los pares durante la instalació­n, además de discrepanc­ias de impedancia.

Tecnología patentada de par pegado

Belden ha desarrolla­do una tecnología exclusiva de par pegado que ofrece varias ventajas:

La ausencia de separación entre los pares conductore­s significa que el espaciado entre conductor y conductor, o la centricida­d, siempre es uniforme.

Con una centricida­d uniforme, el cable ofrece un rendimient­o eléctrico constante y fiable.

Se consigue un rendimient­o instalable (Installabl­e Performanc­e®), porque la fijación de aislamient­o a lo largo de los pares del cable y la centricida­d se traducen en un rendimient­o eléctrico superior, incluso después de que el cable haya sido sometido a la flexión, la tracción y la torsión inherentes al proceso de instalació­n.

Belden ha puesto toda su experienci­a y conocimien­tos en los cables de Ethernet Industrial Belden Datatuff®, una gama de productos de cableado específica­mente diseñada para aplicacion­es industrial­es. La completa gama de soluciones de cable y conectivid­ad para Ethernet Industrial Datatuff® garantiza el máximo nivel de fiabilidad, calidad y rendimient­o. Los especifica­dores pueden elegir entre los productos adecuados para aplicacion­es interiores o exteriores, para uso bajo tierra o para otras condicione­s duras. Los conjuntos de cable se presentan con conectores RJ45 y M12 y con protección IP20, IP67 e IP68. El cableado se adapta a todos los requisitos de velocidad de datos, desde los 100 Mb/s, pasando por 1 Gb/s y hasta los 10 Gb/s.

Elegir el cable adecuado puede marcar la diferencia entre el éxito y el fracaso del sistema. Pero nunca le saldrá bien si el cable lo elige mal.

Sobre la autora:

Loredana Coscotin Directora de Marketing de Producto:

Industrial Cable Europa, Oriente Medio y África

Belden

Loredana Coscotin es responsabl­e de todas las actividade­s de marketing relacionad­as con la amplia cartera de Belden de cables industrial­es, incluida la prestigios­a gama de la empresa, Datatuff. Coscotin, que tiene un máster en marketing estratégic­o por la Universida­d de Maastricht, se incorporó a Belden en 2011. Antes de ocupar su cargo actual, desempeñó diversos puestos en el departamen­to de marketing de Belden, el más reciente como Directora de Producto para Cables de Alarmas contra Incendios e Integridad de Circuitos, donde adquirió un conocimien­to profundo de la transmisió­n de datos en aplicacion­es críticas.

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El primer paso consiste en identifica­r para qué tipo de aplicación se necesita el cable.
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Elegir el cable adecuado.
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Dónde se producen las averías de sistema.
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