Автоматизированные кабели, являющиеся «нервами» промышленных систем, несут важнейшую ответственность за передачу энергии и сигналов. Неправильный выбор может привести к искажению сигнала, простою оборудования и даже к несчастным случаям; поэтому овладение методами научного отбора имеет важное значение.
Выбор проводника должен точно соответствовать характеристикам среды применения. Проводники из чистой меди имеют проводимость до 58 MS/м, а в приложениях с высокой-точностью, таких как оборудование для производства полупроводников, они могут контролировать ошибки передачи сигнала в пределах 0,1 %, что делает их предпочтительным выбором для прецизионных систем управления. Проводники из медного сплава с добавлением таких элементов, как серебро и олово, для оптимизации характеристик-например, медный сплав, содержащий 0,5 % серебра, выдерживает 8 миллионов циклов изгиба-особенно подходят для динамических условий, таких как соединения роботов и системы кабельных цепей. Алюминиевые проводники стоят всего-треть меди, но их проводимость составляет всего 60 % от меди, и они склонны к окислению, образуя слой с высоким-удельным сопротивлением. Их рекомендуется использовать только для фиксированной проводки на короткие-расстояния и малой-мощности, например, для освещения мастерской. Конструктивно многожильные-жильные проводники обеспечивают на 300 % большую гибкость, чем одножильные-жильные проводники, что делает их особенно выгодными в часто перемещающемся логистическом сортировочном оборудовании.
Материалы изоляции и оболочки действуют как барьер против коррозии, вызванной окружающей средой. ПВХ недорогой и стабильно работает в сухой среде при температуре от -15 до 70 градусов, что делает его пригодным для использования в качестве кабелей управления на обычных производственных линиях. Однако при высоких температурах он выделяет газообразный хлористый водород, что делает его непригодным для использования в пищевых и фармацевтических цехах. Сшитый полиэтилен образует сетчатую структуру за счет молекулярных поперечных-сшивок, что позволяет долгосрочное-использование при температуре до 90 градусов и выдерживает короткие замыкания до 130 градусов, что делает его идеальным выбором для силового оборудования, такого как двигатели и преобразователи частоты. Оболочки из полиуретана обладают в пять раз большей стойкостью к истиранию, чем ПВХ, продлевая срок службы кабелей более чем в три раза по сравнению с обычными кабелями в условиях частого трения, например, на логистических конвейерных лентах. Фторопласты выдерживают температуру до 260 градусов и сильную кислотную коррозию, что делает их незаменимыми в автоматизированном управлении химическими реакторами. Для таких применений, как низкотемпературное холодильное хранение, требуется силиконовая резина, поскольку она сохраняет хорошую гибкость даже при -60 градусах.
Конструкция экранирующей конструкции напрямую влияет на защиту от-помех. Низкочастотные-помехи (например, помехи частотой 50-200 Гц, создаваемые работой двигателя) можно экранировать медной сеткой размером 80-, достигая эффективности экранирования более 85 дБ. Высокочастотные-помехи (например, сигналы частотой выше 1 МГц, генерируемые преобразователями частоты) требуют экранирования из алюминиевой фольги со степенью покрытия более 95 % для эффективного блокирования. В сложных средах, таких как промышленный Ethernet, двухслойное экранирование «алюминиевая фольга + медная сетка» может обеспечить полнодиапазонную защиту, снижая уровень ошибок при передаче данных до уровня ниже 0,001%. Экранирующий слой во время установки должен быть заземлен в одной точке, при этом сопротивление заземления должно контролироваться в пределах 4 Ом; в противном случае может образоваться петля, вносящая новые помехи. В одном автомобильном сварочном цехе несколько точек заземления на защитном слое вызвали задержку движений робота на 0,5 секунды, что привело к дефектам партии продукции.
Сопоставление параметров и проверка сертификации одинаково важны. Номинальное напряжение кабеля должно быть как минимум на 20% выше напряжения системы; например, для оборудования на 380 В следует использовать кабели на 450/750 В. Следует зарезервировать запас в 25 % для допустимой нагрузки по току, чтобы избежать перегрева при работе с полной- нагрузкой. Что касается сертификации, то кабели, сертифицированные UL-, более надежны с точки зрения огнестойкости, а сертификация CE обеспечивает соответствие экологическим стандартам ЕС. Пищевая промышленность должна отдавать предпочтение кабелям, изготовленным из не-токсичных материалов и сертифицированным FDA.
Окончательный выбор требует всестороннего рассмотрения динамических и статических параметров: динамические параметры сосредоточены на радиусе изгиба (обычно в 6–10 раз больше диаметра кабеля) и скорости движения (менее или равной 3 м/с для кабелей буксировочной цепи); статические параметры учитывают такие факторы, как температура окружающей среды, влажность и коррозионная активность. Только путем всесторонней оценки можно выбрать подходящие кабели автоматизации, обеспечивающие стабильную работу промышленных систем.
