Fieldbus Cable Suppliers

Giao thức xác định các thông số điện của cáp Fieldbus như thế nào và tại sao chúng không thể được thay thế tự do

Cáp fieldbus không phải là cáp tín hiệu chung có nhãn fieldbus — mỗi giao thức fieldbus chính xác định thông số kỹ thuật điện chính xác cho cáp lớp vật lý của nó và trở kháng đặc tính của cáp, điện dung trên một đơn vị chiều dài và độ suy giảm ở tần số tín hiệu là các thông số chịu tải trong mô hình truyền dẫn của giao thức. Việc thay thế một cáp không đáp ứng các tham số này sẽ thay đổi hành vi phản xạ tín hiệu, độ dài phân đoạn mạng tối đa và trong một số giao thức số lượng thiết bị được kết nối cho phép - thường không có bất kỳ lỗi rõ ràng nào ngay lập tức nhưng có biên độ nhiễu giảm biểu hiện dưới dạng lỗi liên lạc không liên tục trong điều kiện nhiễu loạn điện.

PROFIBUS DP, bus trường được triển khai rộng rãi nhất trong tự động hóa quy trình và nhà máy, xác định cáp lớp vật lý của nó trong IEC 61158-2 và thông số kỹ thuật PROFIBUS PA. Cáp tiêu chuẩn (Loại A) được chỉ định có trở kháng đặc tính 135–165 Ω ở tần số trên 100 kHz, điện dung dưới 30 pF/m, điện trở vòng dưới 110 Ω/km và độ suy giảm dưới 3 dB/100 m ở 100 kHz. Các tham số này phụ thuộc lẫn nhau: cáp có trở kháng chính xác nhưng điện dung quá mức sẽ chấm dứt phản xạ chính xác tại các kết nối nút nhưng sẽ gây suy giảm tín hiệu quá mức trên các đoạn dài, làm giảm độ dài đoạn tối đa hiệu quả xuống dưới 1.200 m được chỉ định trong tiêu chuẩn. Cáp có điện dung chính xác nhưng trở kháng thấp sẽ gây ra phản xạ ở mọi kết nối sơ khai thụ động chồng lên tín hiệu dữ liệu, làm tăng tỷ lệ lỗi, đặc biệt ở tốc độ truyền tối đa 12 Mbps.

Lý do trở kháng đặc tính được chỉ định chính xác cho cáp fieldbus liên quan đến các kết nối sơ khai. Trong phân đoạn PROFIBUS hoặc Thiết bịNet, các thiết bị được kết nối thông qua các nhánh ngắn phân nhánh từ mạng chính cáp xe buýt . Tại mỗi điểm kết nối sơ khai, cáp bus nhận thấy sự gián đoạn trở kháng song song. Nếu trở kháng của cáp bus nằm trong phạm vi thông số kỹ thuật thì độ gián đoạn do stub tạo ra là nhỏ và biên độ tín hiệu phản xạ nằm dưới ngưỡng nhiễu của máy thu. Nếu trở kháng cáp bus thấp hơn 20% so với thông số kỹ thuật — điều này có thể xảy ra khi thay thế cáp không xác định chi phí thấp — thì biên độ phản xạ ở mỗi nhánh tăng tỷ lệ thuận và với tối đa 32 thiết bị trên mỗi phân đoạn PROFIBUS, năng lượng phản xạ tích lũy có thể tạo ra lỗi bit ở tốc độ 12 Mbps mà không xuất hiện ở tốc độ 1,5 Mbps, gây ra các vấn đề về độ tin cậy truyền thông phụ thuộc vào tốc độ baud và cực kỳ khó chẩn đoán nếu không có máy phân tích bus và thiết bị đo trở kháng.

Thông số kỹ thuật cáp lớp vật lý trên các giao thức Fieldbus chính

Mỗi giao thức fieldbus chính có đặc điểm kỹ thuật lớp vật lý riêng biệt xác định cấu trúc cáp cần thiết để cài đặt tuân thủ. Sử dụng sai loại cáp — thậm chí cả loại có vẻ ngoài giống nhau — sẽ dẫn đến việc cài đặt không tuân thủ, có thể vượt qua quá trình vận hành thử ban đầu ở các đoạn có độ dài ngắn nhưng không thành công ở phạm vi mạng tối đa được chỉ định hoặc trong các điều kiện nhiễu trường hợp xấu nhất.

Các giới hạn độ dài đoạn được liệt kê ở trên không chỉ là giới hạn độ dài cáp - chúng biểu thị tổng chiều dài đường dẫn điện tối đa trong đó tất cả các phản xạ tín hiệu, quỹ độ trễ truyền và giới hạn suy giảm có thể được thỏa mãn đồng thời. Đối với các giao thức có độ dài phân đoạn phụ thuộc vào tốc độ truyền (PROFIBUS DP, CANopen), giới hạn ở tốc độ truyền cao được đặt bằng độ trễ truyền — thời gian truyền tín hiệu khứ hồi từ đầu này đến đầu kia của phân đoạn phải nhỏ hơn chu kỳ bit của giao thức. Ở tốc độ 12 Mbps PROFIBUS DP, chu kỳ một bit xấp xỉ 83 ns và sự truyền tín hiệu trong cáp có tốc độ truyền (VOP) bằng 66% tốc độ ánh sáng bao phủ khoảng 8 mét mỗi nano giây - để lại rất ít biên độ cho các đoạn dài. Ở tốc độ baud thấp hơn, chu kỳ bit đủ dài để độ trễ truyền không còn là yếu tố giới hạn nữa và thay vào đó, độ suy giảm trở thành tham số giới hạn độ dài đoạn.

Vai trò của tốc độ truyền sóng trong thời gian của mạng Fieldbus và việc xây dựng cáp ảnh hưởng đến nó như thế nào

Vận tốc truyền lan (VOP) — tốc độ tín hiệu truyền qua cáp được biểu thị bằng phần trăm tốc độ ánh sáng trong chân không — là thông số cơ bản cho các giao thức bus trường tốc độ cao trong đó độ trễ truyền xác định độ dài đoạn tối đa. VOP được xác định hoàn toàn bằng hằng số điện môi của vật liệu cách điện: VOP = 1/√εr × 100%, trong đó εr là hằng số điện môi tương đối của vật liệu cách nhiệt. Cáp có lớp cách điện bằng polyetylen (εr ≈ 2,3) có VOP xấp xỉ 66%; cáp có lớp cách điện PVC (εr ≈ 3,5–4,5) có VOP khoảng 47–53%. Đối với giao thức có giới hạn độ trễ truyền là 500 ns, chiều dài cáp tối đa có lớp cách điện PE là 500 ns × 0,66 × 3×10⁸ m/s = khoảng 99 mét; cùng loại cáp có lớp cách điện PVC chỉ cho phép dài 71 mét - giảm 28% chiều dài đoạn tối đa chỉ so với việc lựa chọn vật liệu cách nhiệt.

Mối quan hệ này giải thích tại sao thông số kỹ thuật của cáp fieldbus cho các giao thức tốc độ cao luôn yêu cầu cách điện bằng polyetylen hoặc PE xốp thay vì PVC và tại sao việc thay thế cáp xoắn đôi cách điện PVC có vẻ đáp ứng thông số trở kháng sẽ vẫn tạo ra hệ thống lắp đặt không tuân thủ ở độ dài đoạn tối đa. Tốc độ truyền cũng ảnh hưởng đến trở kháng đặc tính của cáp: vì Z₀ = √(L/C) trong đó L là độ tự cảm trên một đơn vị chiều dài và C là điện dung trên một đơn vị chiều dài, và vì εr cao hơn làm tăng C trong khi để L gần như không đổi, nên hằng số điện môi cách điện cao hơn sẽ tạo ra trở kháng đặc tính thấp hơn cũng như VOP thấp hơn. Không thể thay thế cáp dành cho thông số kỹ thuật 120 Ω (DeviceNet) với lớp cách điện PE bằng cáp có cùng kích thước vật lý nhưng cách điện PVC mà không có trở kháng thấp hơn thông số kỹ thuật - minh họa thêm tại sao vật liệu cách điện và trở kháng là các thông số kỹ thuật không thể tách rời đối với cáp fieldbus.

Đối với các mạng bus trường công nghiệp trong đó các phân đoạn khác nhau có thể sử dụng cáp từ các nhà sản xuất khác nhau (tình huống phổ biến khi lắp đặt trang bị thêm), sự không nhất quán VOP giữa các phân đoạn cáp tạo ra sự bất thường về thời gian. Hai phân đoạn có thông số kỹ thuật giống hệt nhau trên danh nghĩa từ các nhà sản xuất khác nhau với giá trị VOP lần lượt là 66% và 60% tạo ra chênh lệch độ trễ truyền 10% biểu hiện dưới dạng jitter định thời giữa các phân đoạn. Trong các giao thức nhạy cảm với thời gian như EtherCAT và PROFINET IRT (thời gian thực đẳng thời), đồng bộ hóa các đồng hồ phân tán trên mạng với độ chính xác micro giây, sự biến đổi VOP giữa các đoạn cáp góp phần bù đắp thời gian có hệ thống mà chủ mạng phải bù trong quá trình vận hành. Các giao thức yêu cầu độ chính xác về thời gian chu kỳ dưới micro giây trên 20 phân đoạn trở lên không thể chịu được sự biến đổi VOP cao nếu không có cơ chế bù đồng hồ trong mạng chính.

Cáp DeviceNet: Tại sao việc tích hợp nguồn và tín hiệu trong một cáp Bus đơn lại tạo ra những thách thức về thông số kỹ thuật độc đáo

DeviceNet khác biệt trong số các giao thức bus trường công nghiệp chính ở chỗ tích hợp cả nguồn điện thiết bị 24V DC và tín hiệu dữ liệu dựa trên CAN trong một cáp. Cáp dày (cáp đường trục tiêu chuẩn) chứa năm dây dẫn: cặp tín hiệu vi sai CAN_H và CAN_L (thường là 18 AWG), một cặp nguồn điện (thường là 15 AWG cho cáp dày) và dây thoát nước. Kiến trúc đa chức năng này giúp đơn giản hóa việc cài đặt bằng cách loại bỏ hệ thống cáp nguồn riêng biệt cho các thiết bị hiện trường nhưng tạo ra những thách thức về thông số kỹ thuật không tồn tại đối với cáp bus trường chỉ có tín hiệu.

Các dây dẫn nguồn trong cáp DeviceNet mang dòng tải DC có thể đạt tới 8A trên cáp đường trục, tạo ra nhiệt I2R làm tăng nhiệt độ của cặp tín hiệu dùng chung mặt cắt ngang của cáp. Ở dây dẫn đồng 8A đến 15 AWG, điện trở DC của 100 mét cáp trục tạo ra khoảng 2,5 W nhiệt trên mỗi dây dẫn - đủ để tăng nhiệt độ bên trong cáp lên vài độ so với môi trường xung quanh khi lắp đặt khay cáp với khả năng tản nhiệt hạn chế. Sự tăng nhiệt độ này ảnh hưởng đến trở kháng đặc tính của cặp tín hiệu thông qua sự giãn nở nhiệt của chất cách điện, làm tăng tổn thất điện môi của chất cách điện và đẩy nhanh quá trình lão hóa của hợp chất áo khoác. Thông số kỹ thuật của DeviceNet giới hạn dòng điện tối đa trong cáp đường trục không chỉ dựa trên định mức dây dẫn điện một cách riêng biệt mà còn dựa trên hiệu ứng nhiệt tổng hợp lên hiệu suất của cặp tín hiệu — một yếu tố cần cân nhắc không xuất hiện ở các cáp chỉ truyền tín hiệu khi không có dây dẫn điện nào tạo ra nhiệt.

Sự sụt giảm điện áp trên dây dẫn điện là hạn chế thứ hai giới hạn độ dài đoạn DeviceNet một cách độc lập với giới hạn truyền tín hiệu. Các thiết bị DeviceNet yêu cầu điện áp cung cấp trong phạm vi xác định (11–25V) tại đầu cuối của thiết bị; nguồn điện 24V được cung cấp ở vòi nguồn không được giảm xuống dưới 11V ở thiết bị ở xa nhất. Đối với dòng điện đường trục 6A trên 100 mét cáp đường trục dày (15 AWG, điện trở vòng khoảng 0,22 Ω/m), độ sụt điện áp là 6A × 0,22 Ω/m × 100m × 2 (cung cấp và hồi lưu) = 26,4 V — vượt xa điện áp cung cấp hiện có. Trong thực tế, các điểm nối điện đặt cách nhau dọc theo đoạn đường trục, kết hợp với tính toán cẩn thận mức tiêu thụ dòng điện tối đa của thiết bị trên mỗi đoạn đoạn, được yêu cầu để duy trì điện áp ở tất cả các lần sụt áp của thiết bị trong phạm vi thông số kỹ thuật. Các nhà cung cấp cáp Fieldbus cung cấp cáp DeviceNet không chỉ phải cung cấp các thông số tín hiệu (trở kháng, điện dung) mà còn cung cấp điện trở dây dẫn nguồn trên mỗi đơn vị chiều dài và đường cong giảm nhiệt độ cho cả dây dẫn tín hiệu và dây nguồn ở nhiệt độ môi trường cao.

Nối đất bảo vệ trong lắp đặt cáp Fieldbus và tại sao nối đất không đúng gây ra nhiều vấn đề hơn là không có tấm chắn

Tấm chắn cáp Fieldbus là một trong những thành phần thường xuyên bị áp dụng sai nhất trong lắp đặt tự động hóa công nghiệp. Mục đích của tấm chắn là cung cấp một đường dẫn có trở kháng thấp cho các dòng nhiễu ở chế độ chung, ngăn chúng đi vào cặp tín hiệu dưới dạng nhiễu vi sai. Để đạt được điều này đòi hỏi tấm chắn phải được nối đất theo cách cung cấp đường dẫn này đồng thời ngăn chặn sự chênh lệch điện thế nối đất giữa các điểm nối đất do dòng điện chạy qua tấm chắn — dòng điện chồng lên tín hiệu dưới dạng nhiễu ở chế độ chung và làm giảm độ tin cậy liên lạc. Sự căng thẳng giữa hai yêu cầu này — nối đất cho tấm chắn để chuyển hướng tiếng ồn, nhưng tránh các vòng lặp trên mặt đất gây ra tiếng ồn — được giải quyết khác nhau tùy thuộc vào giao thức và môi trường tiếng ồn cụ thể.

Đối với PROFIBUS DP, khuyến nghị tiêu chuẩn là nối đất một điểm của tấm chắn cáp ở đầu bảng điều khiển của mỗi đoạn, với tấm chắn ở đầu trường được để nổi hoặc được kết nối thông qua tụ điện nối đất có trở kháng cao. Sự sắp xếp này ngăn dòng điện vòng lặp mặt đất 50 Hz chạy qua tấm chắn — vốn là nguồn nhiễu tần số thấp chiếm ưu thế ở hầu hết các nhà máy sản xuất — trong khi vẫn cung cấp khả năng bảo vệ EMI tần số cao vì kết nối đất điện dung ở đầu trường có trở kháng thấp ở các tần số trên dải tần số vòng lặp mặt đất. Trong thực tế, nhiều hệ thống lắp đặt nối đất tấm chắn ở cả hai đầu, hoạt động chính xác khi tất cả các thiết bị trong phân khúc có cùng điện thế nối đất. Trong các nhà máy lớn, nơi điện thế lưới nối đất giữa phòng điều khiển và hộp nối từ trường ở xa có thể khác nhau 1–5V ở tần số 50 Hz, việc nối đất ở cả hai đầu sẽ truyền dòng điện 50 Hz đáng kể qua tấm chắn và từ trường từ các dòng điện này tạo ra nhiễu chênh lệch trong cặp tín hiệu — chính xác là sự nhiễu mà tấm chắn nhằm mục đích ngăn chặn.

Đối với PROFIBUS PA và Foundation Fieldbus H1, được thiết kế để hoạt động trong khu vực nguy hiểm (Vùng 1 và Vùng 0) theo quy định ATEX và IECEx, nối đất bằng tấm chắn phải đáp ứng đồng thời cả yêu cầu về EMC và an toàn nội tại. Trong các hệ thống lắp đặt an toàn nội tại, tấm chắn chỉ được nối đất tại một điểm — khu vực an toàn — và tấm chắn ở đầu trường phải được cách ly với mặt đất ít nhất 1 MΩ để ngăn tấm chắn tạo ra đường dẫn sự cố chạm đất có thể vượt quá giới hạn năng lượng của hàng rào an toàn nội tại. Ràng buộc nối đất này không thể thương lượng được theo quy định của IS; Việc nối đất bằng tấm chắn ở cả hai đầu trên đoạn PROFIBUS PA trong khu vực nguy hiểm sẽ làm mất hiệu lực chứng nhận an toàn nội tại của hệ thống lắp đặt bất kể việc nối đất bằng tấm chắn có tạo ra sự cố EMC về chức năng hay không.

Các giao thức bus trường Ethernet công nghiệp (EtherCAT, PROFINET) sử dụng cáp Cat5e hoặc Cat6 có các yêu cầu che chắn riêng. Thực hành cáp có cấu trúc tiêu chuẩn chỉ định kết thúc tấm chắn 360° ở cả hai đầu bằng cách sử dụng đầu nối RJ45 được xếp hạng EMC hoặc đầu nối tròn M12 trong môi trường công nghiệp. Do Ethernet sử dụng các giao diện kết hợp với máy biến áp vốn có khả năng loại bỏ nhiễu ở chế độ chung ở máy thu nên nguyên lý nối đất của tấm chắn cho Ethernet công nghiệp ít quan trọng hơn so với các bus trường dựa trên RS-485 — nhưng chất lượng cơ học của đầu cuối tấm chắn ở đầu nối vẫn quan trọng, vì các kết nối tấm chắn có trở kháng cao (dây thoát nước dạng đuôi lợn) cho phép các đường dẫn trở về dòng điện của tấm chắn phát triển ở tần số cao làm giảm hiệu suất EMC của cáp trên 100 MHz.

Điện trở đầu cuối cáp Fieldbus: Tại sao chúng được yêu cầu và giá trị không chính xác gây ra tình trạng mất ổn định mạng như thế nào

Điện trở kết thúc bus là thành phần bắt buộc của bất kỳ cài đặt fieldbus dựa trên RS-485 nào — bao gồm PROFIBUS DP, CANopen và DeviceNet — tuy nhiên, chúng nằm trong số những thành phần được áp dụng không chính xác hoặc bị bỏ qua phổ biến nhất trong các trường hợp khắc phục sự cố mạng bus trường. Chức năng của chúng là hấp thụ năng lượng của tín hiệu đến cuối cáp xe buýt và ngăn chặn sự phản xạ tín hiệu truyền ngược về nguồn tín hiệu. Hiểu được tính chất vật lý của việc chấm dứt sẽ giải thích tại sao các giá trị điện trở không chính xác — hoặc nhiều điện trở được áp dụng ở các vị trí không phải điểm cuối — lại có thể phá hủy tính toàn vẹn của tín hiệu bus.

Khi tín hiệu truyền dọc theo đường truyền và đạt đến điểm gián đoạn trở kháng, sóng phản xạ được tạo ra với biên độ tỷ lệ thuận với hệ số phản xạ Γ = (Z_load − Z₀) / (Z_load Z₀). Tại điểm kết thúc mạch hở (Z_load → ∞), Γ = 1 và sóng phản xạ có cùng cực và biên độ như sóng tới. Khi kết thúc ngắn mạch, Γ = −1 và sóng phản xạ có biên độ bằng nhau nhưng có cực tính ngược nhau. Điện trở kết thúc bằng trở kháng đặc tính của cáp (Z_load = Z₀) tạo ra Γ = 0 — không có phản xạ. Đối với PROFIBUS DP có Z₀ = 150 Ω, điện trở kết thúc được chỉ định là 150 Ω. Đối với DeviceNet có Z₀ = 120 Ω, điện trở kết thúc là 120 Ω. Đối với CANopen (cũng là lớp vật lý ISO 11898), điểm cuối là 120 Ω ở mỗi đầu của bus chính.

Hậu quả của các giá trị kết thúc không chính xác là ở mức tín hiệu cụ thể. Điện trở kết thúc thấp hơn thông số kỹ thuật 20% (120 Ω thay vì 150 Ω trên PROFIBUS) tạo ra hệ số phản xạ Γ = (120−150)/(120 150) = −0,11, tạo ra sóng phản xạ ở 11% biên độ tới chồng lên tín hiệu tại tất cả các nút giữa thiết bị đầu cuối và nguồn tín hiệu. Đối với tín hiệu PROFIBUS DP có biên độ chênh lệch 5V, mức phản xạ 11% sẽ tăng thêm nhiễu loạn 0,55V đến mỗi nút một thời gian trễ khứ hồi sau cạnh tín hiệu ban đầu. Ở tốc độ 12 Mbps, độ trễ này nằm trong khoảng thời gian bit đối với các đoạn dài, gây ra nhiễu loạn cạnh phản xạ trong cửa sổ lấy mẫu của máy thu phía dưới và làm tăng tỷ lệ lỗi bit. Việc bỏ qua hoàn toàn việc chấm dứt (mạch hở) tạo ra các phản xạ có biên độ đầy đủ có thể đủ lớn để vi phạm ngưỡng logic của các máy thu xuôi dòng, gây ra lỗi giao tiếp hoàn toàn ở tốc độ truyền cao ngay cả trên các đoạn ngắn.

Một quy tắc thường bị hiểu lầm là các điện trở đầu cuối chỉ được lắp đặt ở hai điểm cuối vật lý của cáp bus chính — không bao giờ được lắp đặt ở các điểm nối trung gian, kết nối nhánh hoặc điểm giao nhau chữ T. Việc lắp đặt một điện trở kết thúc tại một điểm nối trung gian sẽ tạo ra trở kháng song song với đất tại điểm đó, làm giảm trở kháng bus hiệu dụng và tạo ra phản xạ ở mỗi lần chuyển đổi tín hiệu, bất kể giá trị điện trở là bao nhiêu. Bộ lặp PROFIBUS, tái tạo tín hiệu và thiết lập đoạn bus mới, phải được coi là điểm cuối phân đoạn về mặt kết thúc - mỗi bên của bộ lặp là một phân đoạn riêng biệt với cặp điện trở kết thúc riêng tại điểm cuối phân đoạn.

Xếp hạng về môi trường và cơ học đối với cáp Fieldbus trong các hệ thống công nghiệp khắc nghiệt

Cáp bus trường tiêu chuẩn được thiết kế cho hệ thống dây điện bảng điều khiển và môi trường công nghiệp nhẹ không phù hợp để lắp đặt trong môi trường nhà máy xử lý khắc nghiệt mà không có xác minh xếp hạng môi trường rõ ràng. Các nhà máy lọc dầu, nhà máy hóa chất, cơ sở chế biến thực phẩm, trạm biến áp ngoài trời và máy móc có độ rung cao hoặc chuyển động cáp liên tục gây ra các ứng suất cơ học và hóa học mà vỏ cáp fieldbus tiêu chuẩn và vật liệu cách nhiệt không thể chịu được trong thời gian sử dụng dự kiến ​​từ 15–25 năm của cơ sở hạ tầng điều khiển quy trình. Việc chọn cáp fieldbus có xếp hạng môi trường thích hợp cho điều kiện lắp đặt cũng quan trọng như việc chọn đúng thông số kỹ thuật điện.

Yêu cầu kháng hóa chất

Môi trường nhà máy xử lý khiến cáp fieldbus tiếp xúc với hydrocarbon (dầu, nhiên liệu, dung môi thơm), chất tẩy rửa có tính kiềm, axit và hơi nước — mỗi chất này phân hủy các vật liệu vỏ cụ thể ở mức độ khác nhau. Áo khoác PVC tiêu chuẩn có khả năng chống chịu tốt với hydrocacbon béo (dầu khoáng, dầu diesel) nhưng phồng lên đáng kể trong dung môi thơm (toluene, xylene) và bị tấn công bởi axit đậm đặc và kiềm. Vỏ bọc polyurethane (PUR) mang lại khả năng chống dầu và nhiên liệu tuyệt vời, chống mài mòn vượt trội và tính linh hoạt tốt ở nhiệt độ thấp — khiến chúng trở thành vật liệu vỏ được ưa thích cho cáp fieldbus trong máy công cụ và môi trường kỹ thuật cơ khí, nơi có chất lỏng cắt, dầu thủy lực và chất làm mát. Tuy nhiên, PUR dễ bị thủy phân trong môi trường có độ ẩm, nhiệt độ cao; cáp fieldbus có vỏ bọc PUR được lắp đặt trong khu vực chế biến thực phẩm được làm sạch bằng hơi nước có thể xuống cấp do sự phân cắt chuỗi thủy phân của liên kết urethane, khiến vỏ bọc bị nứt sau 3–5 năm. Đối với môi trường làm sạch bằng hơi nước, các hợp chất áo khoác dựa trên PE hoặc polypropylen liên kết ngang có khả năng chống thủy phân đã được chứng minh là phù hợp hơn mặc dù khả năng chống mài mòn thấp hơn so với PUR.

Độ bền cơ học trong các ứng dụng cáp di chuyển

Cáp Fieldbus được lắp đặt trong cánh tay robot, xích kéo hoặc máy móc chuyển động liên tục khác phải duy trì các thông số điện của chúng - đặc biệt là trở kháng đặc tính và cân bằng điện dung cặp tín hiệu - trong suốt vòng đời cơ học của cáp. Những thay đổi trở kháng do di chuyển dây dẫn (lõi dịch chuyển vị trí trong vỏ khi bị uốn cong lặp đi lặp lại) làm thay đổi các điều kiện kết thúc thanh cái và có thể khiến mạng tuân thủ trước đó phát triển các phản xạ và lỗi truyền thông sau thời gian sử dụng kéo dài. Cáp fieldbus được chỉ định cho các ứng dụng uốn liên tục sử dụng dây dẫn sợi mịn Loại 6, chất đàn hồi nhiệt dẻo (TPE) hoặc vỏ bọc PUR và các dạng hình học bện bằng chất độn trung tâm giúp ngăn chặn sự di chuyển của lõi. Bán kính uốn cong tối thiểu cho các ứng dụng uốn liên tục thường là 7,5–10× đường kính ngoài của cáp, so với 4× đối với lắp đặt cố định — vượt quá bán kính uốn cong lắp đặt cố định trong xích kéo sẽ khiến lớp vỏ bị tách ra và các lõi dịch chuyển vị trí trong vòng 1–3 triệu chu kỳ uốn, rất xa so với 10 triệu chu kỳ dự kiến ​​đối với các ứng dụng xích kéo công nghiệp.

Bảo vệ chống xâm nhập và lắp đặt ngoài trời

Cáp Fieldbus được lắp đặt ngoài trời hoặc trong môi trường công nghiệp ẩm ướt phải có định mức chịu được ngâm trong nước vượt quá định mức IP67 hoặc IP68 của thiết bị được kết nối. Lớp vỏ ngoài của cáp phải duy trì tính toàn vẹn khi tiếp xúc với bức xạ UV, mưa, chu kỳ nhiệt độ từ –40°C đến 90°C và nồng độ ozone tăng cao trên mức nền ở những vị trí gần thiết bị phóng điện. Áo khoác polyetylen màu đen ổn định tia cực tím với hàm lượng chất ổn định tia cực tím xác định (thường là HALS ở mức 0,2–0,5% trọng lượng kết hợp với muội than ở mức 2–3%) mang lại độ ổn định ngoài trời đầy đủ trong thời gian sử dụng 20 năm. Điểm lắp đặt quan trọng là khả năng chống tia cực tím ngoài trời của cáp phụ thuộc vào tính nguyên vẹn của vỏ bọc — mọi hư hỏng bề mặt do mài mòn, sự tấn công của loài gặm nhấm hoặc ứng suất lắp đặt làm lộ lớp cách nhiệt bên dưới sẽ phá hủy khả năng chống tia cực tím tại vị trí đó và bắt đầu quá trình phân hủy quang học nhanh chóng. Cáp fieldbus ngoài trời khi lắp đặt có nguy cơ hư hỏng cơ học phải bao gồm một lớp băng thép bảo vệ bên ngoài hoặc lớp giáp thép lượn sóng bên dưới lớp vỏ để ngăn ngừa hư hỏng lớp vỏ do tiếp xúc.