Растущие тенденции использования гибридных кабелей в промышленных системах управления

Авторы и источники / Правообладателям

В настоящее время растёт потребность в гибридных кабелях, таких, как, например, сервошины, выпускаемые компанией igus Inc., в связи с тем, что для современных систем автоматизации  промышленного производства требуются более компактные и лёгкие кабельные конструкции. По мере того как промышленная автоматизация расширяется и становится более сложной, создаются более продуманные технологии управления. Что касается кабелей промышленного назначения, то это означает необходимость в достижении более высоких скоростей; потребность в более компактных и лёгких конструкциях; в гибридных кабельных решениях, способных обеспечить минимизацию занимаемого пространства; и, как всегда, необходимость конструкций с исключительно гибкими сердечниками и оболочками, выдерживающими движения промышленных роботов и других машинных систем.

Всё большую популярность приобретают системы управления промышленным оборудованием через Интернет, использование облачных технологий растёт быстрыми темпами. Для промышленных кабелей, особенно кабельных конструкций для сетей Ethernet, это означает необходимость в передаче данных с очень большими скоростями. Как отметил г-н Рич Букичьо (Rich Buchicchio), менеджер по продажам и маркетингу компании Cicoil, разрабатывающей гибридные кабельные решения, на рынках полупроводников и средств автоматизации медицинского назначения также требуются кабели, рассчитанные на высокие скорости передачи данных. 

Кабели, предназначенные для использования в робототехнике, такие, как кабель типа Chainflex, созданный компанией igus Inc., должны иметь конструкцию, способную выдерживать высокие напряжения кручения на протяжении длительного срока службы.

Менеджер по маркетингу подразделения Performance Cable Systems and Materials компании Hitachi Cable America г-н Стивен Кенни (Steven Kenney) полагает, что самой заметной тенденцией последних лет является увеличение спроса на кабели, которые способны обеспечивать питание постоянным током и передавать данные по каналам передачи данных в различных сетях типа «питание через Ethernet». Он считает, что при этом радикальным образом меняется существующее положение дел для потребителей сетей передачи данных и, в частности, в промышленности, так как такие решения выходят за пределы IP-телефонии и становятся средством массового использования. Эти изменения явились стимулом для проведения исследований и разработок в области Ethernet-кабелей, рассчитанных на эксплуатацию в условиях непрерывного изгибания в системах гибких кабель-каналов и в робототехнических устройствах, как заявил г-н Дон Нестер (Don Nester), менеджер по выпуску кабелей типа Chainflex в компании igus Inc. 

Гибридные кабели выпускаются различных типов, различных функциональных возможностей и различного назначения. Возможность контроля промышленного оборудования через Интернет («Интернет вещей») окажет существенный эффект на системы автоматизации, эта технология приведёт к очень высоким скоростям передачи данных при управлении технологическими процессами. Срок службы кабелей и компонентов будет оказывать прямое влияние на эффективность технологических процессов, поэтому они должны быть более прочными. Мы уже начали наблюдать ежегодное увеличение спроса на Ethernet-кабели на протяжении последних десяти лет в геометрической прогрессии, причём это происходит для каждого уровня производительности сети, вплоть до категории 7.

Технологические достижения в настоящее время позволяют производить передачу данных в режиме реального времени в течение миллисекунд, как заметил г-н Хорст Мессерер (Horst Messerer), менеджер по сбыту отдела сетей передачи данных и технологии шинных систем компании HELUKABEL. Десять лет тому назад шинные кабели были способны только на передачу данных со скоростью максимум 16 Мб. Сегодня существуют PROFINET, Industrial Ethernet и другие возможности для передачи данных со скоростью 100 Мб – 10 Гб.

Тенденция к миниатюризации различных устройств также ведёт к потребности в гибридных конструкциях кабелей. Сокращение массы компонентов внутрисалонной связи автомобилей, гибридных или различных электрических систем и медицинских устройств побуждает разработчиков кабельных изделий создавать более лёгкие и более компактные конструкции. В робототехнике также требуются кабельные конструкции повышенной прочности, но небольшого веса. Г-н Стивен Кенни отметил, что в его компании в настоящее время регулярно разрабатываются конструкции кабелей с жилами 50 AWG из медных сплавов повышенной гибкости, предназначенные для медицинских целей, промышленного назначения и использования в робототехнике, а лет десять тому назад о таких конструкциях даже не слышали. Токопроводящая жила размером 50 AWG имеет толщину всего 0,000986 дюймов. Компания продемонстрировала фото своего провода, обмотанного вокруг человеческого волоса. Причём особо отмечается, что эта конструкция не специального назначения, а предназначена для использования в проектах общего назначения.

Такая тенденция к более легковесным конструкциям позволила использовать плоские гибкие кабельные конструкции, разработанные компанией Cicoil в носимых электронных устройствах, что, как отметил г-н Рич Букичьо, казалось невозможным десять лет тому назад. Поскольку теперь появилась возможность интегрировать высокотехнологичные сигнальные провода в плоские кабельные конструкции повышенной гибкости и пониженной массы, компания может производить кабели для оборонной отрасли, космической отрасли, аксессуаров виртуальной реальности, для изготовления одежды.

Развитие автоматизации означает, что всё больше потребителей начнут использовать электродвигатели с одним единственным кабелем для сервопривода и обратной связи, как полагает г-н Дон Нестер. Это приведёт к сокращению числа необходимых кабелей и также к сокращению времени простоя и технического обслуживания. Такие кабельные конструкции основаны на технологии цифрового кодирования, внедрённой в силовой кабель. Кабели способны совмещать функции управления и обратной связи и имеют надёжную защиту от электромагнитных помех, а также отличные механические свойства, необходимые в случае эксплуатации в условиях непрерывного изгибания.  Г-н Томас Пиккемаат (Thomas Pikkemaat), менеджер по продукции отдела приводных технологий компании HELUKABEL, заявил, что такая чёткая тенденция в отношении гибридных кабелей (компоненты для электропитания/управления и передачи данных в одном кабеле) приведёт к сокращению числа кабелей, используемых в системах промышленной автоматизации. Применение усовершенствованных кабелей для передачи данных, LAN- кабелей в беспроводных сетях, гибридных кабелей, примером которых является конструкция TOPSERV Hybrid, обеспечит значительное сокращение объёмов кабелей в промышленном производстве.