Trong Cuộc cách mạng Công nghiệp 4.0, các hệ thống CNTT từ mạng tòa nhà và văn phòng hợp nhất với mạng công nghiệp. Điều này làm thay đổi đáng kể cách thức giao tiếp giữa các công ty.
Dữ liệu, tài sản có giá trị nhất của số hóa công nghiệp, phải được truyền tải đáng tin cậy và đúng lúc giữa tất cả các thành phần của mạng dữ liệu. Nhiệt độ cao hơn, môi trường dầu hoặc nhiễu điện từ đặt ra những yêu cầu đặc biệt đối với thiết kế của cáp dữ liệu. Các bộ phận máy móc chuyển động hoặc các ứng dụng trong robot khiến cáp phải chịu thêm áp lực cơ học do xoắn hoặc uốn cong. Để đảm bảo tuổi thọ lâu dài trong các ứng dụng này, cần có giải pháp phù hợp cho truyền thông công nghiệp.
Là một trong những nhà cung cấp giải pháp kết nối hàng đầu thế giới, chúng tôi tại LAPP hiểu rất rõ những thách thức của khách hàng. Các sản phẩm của chúng tôi hoàn toàn phù hợp với các ứng dụng công nghiệp và cung cấp cho bạn các giải pháp để kết nối tất cả các thành phần trong mạng dữ liệu của bạn, cho dù đó là cánh tay robot hay máy tính xách tay văn phòng của bạn.

Tủ điều khiển chính
Tủ điều khiển chính là đơn vị điều khiển trung tâm cho toàn bộ hệ thống. Nó kết nối cả cấp độ văn phòng và các tủ điều khiển máy riêng lẻ.
Một mặt, các điều kiện bên trong tủ điều khiển chính được kiểm soát tốt mà không chịu nhiệt độ, hóa chất hoặc ứng suất cơ học. Mặt khác, các yêu cầu cao về tốc độ và độ tin cậy của dữ liệu lại xung đột với các sự cố EMC.
Tất cả các yêu cầu đã nêu ở trên đều được tính đến khi lựa chọn sản phẩm cho ứng dụng này.
- Cáp Ethernet được bán theo mét dẫn đến tủ điều khiển được kết nối thông qua các đầu nối dữ liệu RJ45 lắp đặt tại hiện trường.
- Cáp vá được lắp ráp với các đầu nối dữ liệu RJ45 trong tủ điều khiển để kết nối PLC với hệ thống truyền động, hệ thống I/O phi tập trung, HMI, Wi-Fi, bộ định tuyến, v.v. cấp bảo vệ IP20.
- Bộ chuyển mạch không được quản lý hoặc được quản lý - bộ chuyển mạch được quản lý có thể được sử dụng để thiết lập các mạng dự phòng và có các chức năng chẩn đoán mở rộng.
- Tường lửa để đảm bảo an toàn và phân tách mạng thông qua NAT (Network Address Translation). Cho phép hạn chế truy cập từ phần còn lại của mạng sản xuất.

Máy móc
Có nhiều ứng dụng khác nhau cho giao tiếp Ethernet trong máy móc. Trong hầu hết các trường hợp, điều này liên quan đến giao tiếp giữa bộ điều khiển máy và các cảm biến/thiết bị truyền động trong máy.
Các sản phẩm được sử dụng trong máy phải phù hợp với môi trường máy. Chúng tôi có tất cả các loại ứng dụng, bao gồm cố định/linh hoạt/rất linh hoạt, được bảo vệ/không được bảo vệ, từ Cat.5 đến Cat.7A, dựa trên PROFINET/ETHERCAT/ETHERNET IP. Ngoài ra còn có các đầu nối với các cấp bảo vệ khác nhau (IP20 – IP68) để chịu được môi trường dầu mỡ hoặc làm sạch thường xuyên, đặc biệt là trong ngành công nghiệp thực phẩm.
Mỗi ứng dụng trong máy có thể có các yêu cầu khác nhau đối với loại cáp. Tất cả phải được tính đến để đảm bảo truyền dữ liệu không bị gián đoạn và tuổi thọ kết nối lâu dài.
- Cáp vá được lắp ráp sẵn với các đầu nối dữ liệu RJ45 trong tủ điều khiển và để kết nối với máy. Cấp bảo vệ IP20.
- Cáp vá được lắp ráp với đầu nối M8/M12 và cáp có vỏ bọc PUR hoặc TPE cho các ứng dụng không được bảo vệ bên ngoài tủ điều khiển.
- Bộ chuyển mạch không quản lý hoặc có quản lý - bộ chuyển mạch có quản lý có thể được sử dụng để thiết lập các mạng dự phòng và có các chức năng chẩn đoán mở rộng.
- Cáp Ethernet dựa trên PROFINET/ETHERCAT/ETHERNET IP cho các ứng dụng cố định/linh hoạt/rất linh hoạt, với các vật liệu/loại vỏ bọc khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu của đặc tả ứng dụng.
- Cáp cảm biến cho các ứng dụng linh hoạt/rất linh hoạt, để kết nối giữa cảm biến và bộ truyền động.

Tủ điều khiển với tủ điều khiển
Trong sản xuất công nghiệp tiêu chuẩn, các tủ điều khiển máy móc và máy móc khác nhau được kết nối thông qua tủ chính hoặc với nhau, tùy thuộc vào cấu trúc liên kết được sử dụng. Giao tiếp Ethernet đáng tin cậy giữa các đơn vị này đảm bảo rằng toàn bộ dây chuyền sản xuất hoạt động hoàn hảo. Một sự cố có thể xảy ra của một dây chuyền có thể khiến toàn bộ quá trình sản xuất bị đình trệ. Cáp Tray hoặc cáp Ethernet công nghiệp được sử dụng để kết nối. Chúng được lắp ráp với các đầu nối RJ45 có thể lắp đặt tại hiện trường và kết nối với các bộ chuyển mạch có hoặc không được quản lý.
Cáp Ethernet được sử dụng cho ứng dụng này phải phù hợp để lắp đặt trên máng cáp (ví dụ: chống cháy, không chứa halogen, phân loại CPR, máng cáp được UL phê duyệt) hoặc được lắp đặt trong các khu vực sản xuất có thể có yêu cầu về nhiệt độ, hóa chất, cơ khí hoặc khả năng chống nhiễu điện từ (EMC).
- Cáp trong máng cáp dùng ở Mỹ và được Underwriter Laboratories (Mỹ) thử nghiệm là PLTC (cáp khay công suất hạn chế) hoặc đối với máng cáp hở là PLTC-ER (cáp khay công suất hạn chế chạy lộ thiên)
- Cáp được cắt theo chiều dài để lắp đặt trong bộ dẫn cáp
- Đầu nối dữ liệu RJ45 có thể lắp đặt tại hiện trường với cấp bảo vệ IP20 trong tủ điều khiển
- Các đầu nối bên ngoài tủ điều khiển có cấp bảo vệ IP67
- Các bộ chuyển mạch được quản lý có thể được sử dụng để xây dựng mạng dự phòng và có các chức năng chẩn đoán mở rộng
- Các đầu nối ống SKINTOP® và các bộ chèn tự động DIX-M có thể được sử dụng để bịt kín các đường vào cáp trong tủ/máy

Robot
Các ứng dụng robot ngày càng được sử dụng thường xuyên hơn trong các nhà máy công nghiệp hiện đại. Robot công nghiệp đảm bảo tốc độ cao, độ tin cậy, chất lượng và cuối cùng góp phần nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm cuối cùng của chúng. Ứng dụng này có những yêu cầu rất cụ thể đối với cáp Ethernet và phụ kiện cáp.
Cáp Ethernet đảm bảo truyền dữ liệu giữa các cảm biến, camera và động cơ servo. Có những yêu cầu đặc biệt cao về tốc độ dữ liệu nếu, ví dụ, quy trình được kiểm tra trực quan bằng camera có độ phân giải cao và tốc độ khung hình cao. Kết nối Ethernet giữa các bộ phận robot bắt đầu trong một tủ điều khiển. Các cáp dữ liệu thường được đặt cạnh các cáp động cơ servo, đó là lý do tại sao điều quan trọng là phải chú ý đến EMC.
Do các chuyển động khác nhau của các bộ phận robot, cáp có thể chịu các chuyển động uốn và xoắn tần số cao kết hợp với các tải trọng hóa học và cơ học. Ngay cả trong những điều kiện này, cáp vẫn phải đảm bảo kết nối dữ liệu đáng tin cậy. Ngay cả những mất mát dữ liệu nhỏ trong quá trình di chuyển cũng có thể gây ra độ trễ và dẫn đến thời gian ngừng sản xuất hoặc, trong trường hợp xấu nhất, thậm chí gây nguy hiểm đến tính mạng con người.
Cáp Ethernet robot được phát triển đặc biệt của LAPP rất phù hợp với các ứng dụng này.
- Hệ thống dây cáp (gọi là dress packs) từ đế rô bốt đến kẹp gắp phải có khả năng chống xoắn và chắc chắn
- Các sợi cáp phải có thể cắm được để có thể thay thế nhanh chóng và dễ dàng trong trường hợp bảo trì. Với mục đích này, các đầu nối mặt bích EPIC® DATA có thể được sử dụng, chúng được gắn vào đế rô bốt để kết nối bộ dress pack.
- Các đầu nối trên rô bốt có cấp bảo vệ IP67 để đảm bảo khả năng chống ẩm, bụi bẩn và rung động

Xích dẫn cáp
Các chuyển động tuyến tính, ngang hoặc dọc thường xuất hiện trong các ứng dụng công nghiệp. Một ứng dụng điển hình là cáp Ethernet được lắp đặt trong xích dẫn cáp cùng với các loại cáp và ống khác. Cáp phải có khả năng chịu được việc uốn cong thường xuyên, gia tốc và tiếp xúc vật lý với các bộ phận khác trong xích dẫn cáp.
Cáp Ethernet cho các ứng dụng như vậy phải có một số đặc tính nhất định, chẳng hạn như bán kính uốn nhỏ, số chu kỳ uốn cao, khả năng chống tăng tốc và chống mài mòn. Do không gian hạn chế bên trong xích dẫn cáp, EMC có thể là một đặc tính quan trọng khác. Đặc biệt đối với các loại tốc độ bit cao hơn Cat. 6a trở lên, việc uốn cong thường xuyên có thể gây ra một thách thức lớn đối với thiết kế cáp.
- Các loại cáp phải có thể cắm được để có thể thay thế nhanh chóng và dễ dàng trong trường hợp bảo trì. Đầu nối mặt bích EPIC® DATA là lựa chọn lý tưởng cho việc này
- Do rung động và bụi bẩn trên máy, cáp vá phù hợp với xích dẫn cáp và đầu nối đúc được sử dụng để đảm bảo độ kín cao với cấp bảo vệ IP67.
- Các đầu nối khác, chẳng hạn như cáp cảm biến/bộ truyền động, cũng có cấp bảo vệ IP67

Tòa nhà hoặc văn phòng
Mạng lưới tòa nhà hoặc văn phòng kết nối các máy tính, máy chủ và hệ thống với nhau và với Internet. Các loại cáp Ethernet và cáp vá Ethernet được sử dụng trong các ứng dụng này thường cần không chứa halogen, chống cháy và được chứng nhận CPR để không gây rủi ro cho tính mạng con người trong trường hợp hỏa hoạn trong tòa nhà. Để kết nối giữa các tòa nhà, cáp sợi quang đảm bảo truyền dữ liệu với tốc độ cao nhất.
- Cáp ETHERLINE® LAN lõi đồng được sử dụng cho khoảng cách lên đến 100 m.
- Cáp quang được sử dụng cho khoảng cách dài hơn để kết nối hai tòa nhà hoặc trong các tòa nhà. Các đầu nối khác nhau, chẳng hạn như đầu cắm SC, được sử dụng để truyền dữ liệu quang.
- Cáp breakout HITRONIC® được sử dụng để đi dây cáp bên trong các tòa nhà.
- Cáp ngoài trời HITRONIC® được sử dụng để đi dây cáp ngoài trời và đi dây cáp giữa các tòa nhà. Các cáp cố định được kết nối với hộp nối dòng HITRONIC® SBX.
- Các hộp nối sử dụng cáp vá quang HITRONIC® để kết nối các thiết bị.
- Cáp ETHERLINE® LAN thuộc loại Cat. 7 trở lên được sử dụng để đi dây cáp văn phòng và được lắp đặt an toàn trong tòa nhà.
- Đầu cắm RJ45 được sử dụng để truyền dữ liệu bằng đồng
- Cáp vá LAN CAT. 6A để sử dụng trong môi trường văn phòng

Ứng dụng trong nhà máy
Các quy trình sản xuất trong các hệ thống liên kết thường được sắp xếp theo tuyến tính. Điều này còn được gọi là đấu nối dạng Bus (bus cabling) hoặc đấu nối chuỗi (daisy chain). Tức là các bộ phận khác nhau được kết nối nối tiếp với nhau. Bộ phận đầu tiên thường là bộ điều khiển trong tủ điều khiển, từ đó cáp Ethernet được đi dây đến các hệ thống I/O phân tán cùng các cảm biến và cơ cấu chấp hành dọc theo hệ thống.
Cáp Ethernet và phụ kiện cáp cho ứng dụng này phải đáp ứng các yêu cầu nhất định ở nơi chúng được sử dụng. Chúng có thể được lắp đặt ở cả khu vực được bảo vệ và không được bảo vệ. Chúng có thể cần có khả năng kháng chất tẩy rửa trong chế biến thực phẩm, các loại dầu khác nhau trong gia công kim loại hoặc nhiệt độ cao hay thấp.
LAPP có danh mục rộng lớn các loại cáp và phụ kiện Ethernet cho tất cả các loại ứng dụng công nghiệp. Các chuyên gia của chúng tôi sẵn sàng tư vấn cho bạn về việc lựa chọn sản phẩm phù hợp.
- Việc kết nối từ PLC trong tủ điều khiển đến các hệ thống I/O ngoài hiện trường được thực hiện bằng cáp ETHERLINE® hoặc cáp vá dựa trên đồng.
- Việc kết nối phân tán với cảm biến hoặc cơ cấu chấp hành được thực hiện tại hiện trường thông qua một đầu nối M12. Chúng có cấp bảo vệ IP67.
