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布線傳輸:工業以太網信號清晰度
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摘要:   以太網協議可以保證將數據安全地從信源傳輸到信棧。“安全”意味著A方發送的數據和B方接受到的數據滿足:   在未受影響時均可清晰識別,良好的接地,合理的電纜布線,選擇合適的硬件,......
Abstract:
Key words :

  以太網協議可以保證將數據安全地從信源傳輸到信棧。“安全”意味著A方發送的數據和B方接受到的數據滿足:

  在未受影響時均可清晰識別

  在受影響后具有重發機制,能夠重新發送數據,并將未受影響的數據副本發送給B。

  應該明確的是,以太網協議的設計人員希望能夠盡可能地保護數據不受影響。以太網框架(OSI 7層模型的第2層)使用了32位CRC(循環冗余校驗),雖然不可靠數據很難在這種機制下藏匿其蹤跡,但仍舊無法杜絕,所以不能忽視。因此,重擔就加之于安裝人員和用戶肩上,避免用低劣的安裝使設計人員的努力付之東流。如果工廠的噪聲會對走線中的數據造成影響,那么問題就會不期而至。

  如果數據干擾并不頻繁,數據最終還是會完好地達到接收方B,但是不幸的是,由于重發機制的作用,會導致數據的延遲。

  另外一種情況,如果不做更新,發送方A可能永遠無法成功地將數據發送給接收方B。當這種情況發生時,到達B的數據會比正常情況下具有更多的“跳變”,這是數據延遲的另一種可能的后果。

  第三種可能,也是最壞的一種情況,就是A可能根本無法將數據發送至B。

  如果通訊系統設計精良,那么用戶就可以對接收到正確的數據具有足夠的信心。換句話說,“網絡信號清晰度”較好。

  如果數據延遲或者數據根本無法發送的主要原因確實是由于低劣的安裝作業,那么就有必要了解優秀的安裝作業是怎樣的。

  良好的接地

  設備必須良好的接地,很多硬件生產廠商花費了大量的時間和精力在產品中設計接地螺桿和接地端子。何不使用呢?不要為了省幾分錢就選擇24號電線作為接地連線。既然我們談論的是網絡,那么PLC距離數據源的位置就很可能較遠。如果是這種情況話,最好將整套設備等電位接地。如果不是這種情況,那么可以選用屏蔽網絡電纜,將設備的不同部分連接到等電位,但是這種電纜并不能取代鎧裝電纜或者編織電纜作為設備到地電位之間的低阻抗通路來使用。

  

 

  讀寫頭與控制器之間的電纜需要進行連續屏蔽,這能夠保證RFID系統即使在充滿的噪聲的工業條件下也能夠可靠地傳輸數據。這種情況下使用的電纜具有連接螺母,可以與電纜屏蔽層相連。傳統屏蔽電纜的設計并非如此。圖片來源:Pepperl+Fuchs公司。

  而且,設備的孤立部分之間必須用重型接地帶相連,并與牢固的節點連接相連。屏蔽電纜引入金屬接線盒之后,立即將屏蔽層剝離,并將屏蔽層與電纜引入位置的金屬外殼相連接。這種方法可以確保屏蔽層上的噪聲不會被帶入接線盒,而直接通過地電平導走。

  合理的電纜布線

  一臺設備通常都包含多種不同的耗電部件,其中一些耗電部件容易產生較高的電磁噪聲,例如電機和驅動。最常見的錯誤就是將電機的電纜與網絡電纜布置得很近。別那么做。原則是將電源線和控制線至少隔離4英寸到20英寸的距離,這種方法可以降低電磁噪聲對控制電纜的影響。

  選擇合適的硬件

  成功組網的第一步就是選擇設計精良的硬件,包括網絡基礎設備和其他組件。仍舊以驅動器為例,相對于那些對信號波形具有較大影響的方案,采用了具有較少電磁輻射的驅動器的方案發生問題的可能性更低。

  

 

  屏蔽電纜?別被誤導了

  很多工程師肯于費工夫選擇屏蔽電纜組件,問題是大多數屏蔽電纜組件都不起作用!如果要是屏蔽電纜組件發揮作用,必須將屏蔽層以某種形式與設備的接地端子相連。不幸的是,通常屏蔽電纜組件中的屏蔽層僅僅是沿著電纜包覆而已,并沒有與連接器或者連接螺母相連。這種電纜組件只是具有更好的機械性能而已,噪聲仍舊能夠沿著屏蔽層傳導,而不會通過接地端子導走。相反,噪聲信號反而有可能通過連接器導入信號線。

  電纜越短越好

  任何電纜都能起到天線的作用,所以越短越好。而且,不要將多余的電纜環繞設備放置,這會幫助噪聲進入你的信號線,這種情況下,電纜就像一個變送器一樣,使噪聲信號更容易耦合到信號線中。

  借助環境

  如果信號線置于開放式的溝槽中,那么將它推至溝槽角落處,這樣一來,溝槽的地面和側面都能夠幫助屏蔽外部噪聲。

  鐵氧體

  如果噪聲信號是高能量脈沖,鐵氧體不失為一個好辦法。為了獲得最佳性能,網絡電纜應該環繞鐵氧體纏幾圈,而且要在電纜的兩端都這樣做。如果能在那些產生噪聲的電纜上也使用鐵氧體則效果更好。你的電腦顯示器電源線內置有這種鐵氧體就是出于這種考慮。

  何時無需屏蔽

  雖然以太網電纜應該做好屏蔽,但是對于和以太網協同工作的AS-Interface網絡就不盡然。這種網絡的設計本身就不要求屏蔽,而且電纜兩端都不需要屏蔽。雖然在極度惡劣的電磁環境中屏蔽可能會起到一些作用,但是使用屏蔽電纜會導致長度縮短30%。

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