Fieldbus Cable Suppliers

چگونه پارامترهای الکتریکی کابل فیلدباس توسط پروتکل تعریف می شوند و چرا نمی توان آنها را آزادانه جایگزین کرد

کابل‌های فیلدباس، کابل‌های سیگنال عمومی با برچسب فیلدباس نیستند - هر پروتکل اصلی فیلدباس، مشخصات الکتریکی دقیقی را برای کابل لایه فیزیکی خود تعریف می‌کند، و امپدانس مشخصه کابل، ظرفیت ظرفیت در واحد طول، و تضعیف در فرکانس سیگنال، پارامترهای باربر در مدل انتقال پروتکل هستند. جایگزینی کابلی که این پارامترها را برآورده نمی‌کند، رفتار بازتاب سیگنال، حداکثر طول بخش شبکه، و در برخی پروتکل‌ها تعداد مجاز دستگاه‌های متصل را تغییر می‌دهد - اغلب بدون هیچ خطای آشکار، اما با حاشیه‌های نویز کاهش یافته که به‌عنوان خطاهای ارتباطی متناوب در شرایط اختلال الکتریکی ظاهر می‌شوند.

PROFIBUS DP، پرکاربردترین فیلدباس در اتوماسیون فرآیند و کارخانه، کابل لایه فیزیکی خود را در IEC 61158-2 و مشخصات PROFIBUS PA تعریف می کند. کابل استاندارد (نوع A) با امپدانس مشخصه 135-165 Ω در فرکانس های بالاتر از 100 کیلوهرتز، ظرفیت خازنی زیر 30 pF/m، مقاومت حلقه زیر 110 Ω/km و تضعیف زیر 3 دسی بل/100 متر در 100 کیلوهرتز مشخص شده است. این پارامترها به یکدیگر وابسته هستند: کابلی با امپدانس صحیح اما ظرفیت خازنی بیش از حد به درستی انعکاس را در اتصالات گره خاتمه می دهد اما باعث کاهش بیش از حد سیگنال در بخش های طولانی می شود و حداکثر طول قطعه موثر را به زیر 1200 متر مشخص شده در استاندارد کاهش می دهد. کابلی با ظرفیت خازنی صحیح اما امپدانس کم باعث ایجاد انعکاس در هر اتصال خرد غیرفعال می شود که روی سیگنال داده قرار می گیرد و نرخ خطا را به ویژه در حداکثر نرخ باود 12 مگابیت در ثانیه افزایش می دهد.

دلیل مشخص شدن امپدانس مشخصه برای کابل های فیلدباس به اتصالات خرد مربوط می شود. در بخش PROFIBUS یا DeviceNet، دستگاه‌ها از طریق خرده‌های کوتاهی که از قسمت اصلی منشعب می‌شوند به هم متصل می‌شوند کابل اتوبوس . در هر نقطه اتصال خرد، کابل باس یک ناپیوستگی امپدانس موازی را می بیند. اگر امپدانس کابل اتوبوس در محدوده مشخصات باشد، ناپیوستگی ایجاد شده توسط خرد کوچک است و دامنه سیگنال منعکس شده زیر آستانه نویز گیرنده ها است. اگر امپدانس کابل گذرگاه 20 درصد کمتر از مشخصات باشد - که ممکن است زمانی رخ دهد که یک کابل نامشخص کم هزینه جایگزین شود - دامنه بازتابی در هر خرد به طور متناسب افزایش می‌یابد و با حداکثر 32 دستگاه در هر بخش PROFIBUS، انرژی بازتابی تجمعی می‌تواند خطاهای بیتی با سرعت 12 مگابیت بر ثانیه ایجاد کند که مشکلات ارتباطی با سرعت 5-1 مگابیت بر ثانیه را نشان می‌دهد. تشخیص بدون آنالایزر اتوبوس و تجهیزات اندازه گیری امپدانس بسیار دشوار است.

مشخصات کابل لایه فیزیکی در پروتکل های اصلی فیلدباس

هر پروتکل فیلدباس اصلی دارای مشخصات لایه فیزیکی متمایز است که ساختار کابل مورد نیاز برای نصب های سازگار را مشخص می کند. استفاده از نوع کابل نامناسب - حتی کابلی که از نظر بصری مشابه به نظر می رسد - منجر به نصب غیرمنطبق می شود که ممکن است در طول بخش های کوتاه راه اندازی اولیه را پشت سر بگذارد اما در حداکثر وسعت شبکه مشخص شده یا در بدترین شرایط نویز با شکست مواجه شود.

محدودیت‌های طول بخش ذکر شده در بالا به تنهایی محدودیت‌های طول کابل نیستند - آنها حداکثر طول مسیر الکتریکی را نشان می‌دهند که در آن تمام بازتاب‌های سیگنال، بودجه‌های تاخیر انتشار و محدودیت‌های میرایی می‌توانند به طور همزمان برآورده شوند. برای پروتکل‌هایی با طول قطعه وابسته به نرخ باد (PROFIBUS DP، CANopen)، محدودیت‌های نرخ باود بالا با تأخیر انتشار تنظیم می‌شوند - زمان انتشار سیگنال رفت و برگشت از یک انتهای قطعه به انتهای دیگر باید کمتر از دوره بیت پروتکل باشد. در سرعت 12 مگابیت بر ثانیه PROFIBUS DP، دوره یک بیت تقریباً 83 ns است و انتشار سیگنال در کابلی با سرعت انتشار (VOP) 66 درصد سرعت نور تقریباً 8 متر در هر نانوثانیه را پوشش می دهد - حاشیه بسیار کمی برای بخش های طولانی باقی می گذارد. در نرخ‌های باود پایین‌تر، دوره بیت به اندازه‌ای طولانی است که تأخیر انتشار دیگر عامل محدودکننده نیست، و در عوض تضعیف به پارامتر محدودکننده طول بخش تبدیل می‌شود.

نقش سرعت انتشار در زمان بندی شبکه فیلدباس و چگونگی تأثیر ساخت کابل بر آن

سرعت انتشار (VOP) - سرعتی که در آن یک سیگنال از طریق کابل به عنوان درصدی از سرعت نور در خلاء بیان می شود - یک پارامتر اساسی برای پروتکل های فیلدباس با سرعت بالا است که در آن تاخیر انتشار حداکثر طول قطعه را تعیین می کند. VOP به طور کامل توسط ثابت دی الکتریک ماده عایق تعیین می شود: VOP = 1/√εr × 100% که εr ثابت دی الکتریک نسبی عایق است. یک کابل با عایق پلی اتیلن (εr ≈ 2.3) دارای VOP تقریباً 66٪ است. یک کابل با عایق PVC (εr ≈ 3.5-4.5) دارای VOP تقریباً 47-53٪ است. برای پروتکلی با بودجه تاخیر انتشار 500 ns، حداکثر طول کابل با عایق پلی اتیلن 500 ns × 0.66 × 3 × 108 m/s = تقریباً 99 متر است. کابل مشابه با عایق پی وی سی تنها 71 متر را امکان پذیر می کند - کاهش 28 درصدی در حداکثر طول بخش از انتخاب ماده عایق به تنهایی.

این رابطه توضیح می‌دهد که چرا مشخصات کابل فیلدباس برای پروتکل‌های پرسرعت به‌جای PVC به عایق پلی‌اتیلن یا پلی‌اتیلن فوم‌دار نیاز دارد و چرا جایگزینی کابل جفت پیچ‌خورده عایق‌شده با PVC که به نظر می‌رسد با مشخصات امپدانس مطابقت دارد، همچنان نصبی غیرمنطبق با حداکثر طول قطعه ایجاد می‌کند. سرعت انتشار همچنین بر امپدانس مشخصه کابل تأثیر می‌گذارد: از آنجایی که Z₀ = √(L/C) که در آن L اندوکتانس در واحد طول و C ظرفیت خازنی در واحد طول است، و از آنجایی که εr بیشتر C را افزایش می‌دهد در حالی که L تقریباً ثابت باقی می‌ماند، عایق ثابت دی الکتریک بالاتر امپدانس مشخصه کمتر و همچنین VOP کمتری تولید می‌کند. کابلی که برای مشخصات 120 Ω (DeviceNet) با عایق پلی اتیلن در نظر گرفته شده است را نمی توان با کابلی با همان ابعاد فیزیکی اما عایق PVC بدون اینکه امپدانس زیر مشخصات قرار گیرد جایگزین کرد - بیشتر نشان می دهد که چرا مواد عایق و امپدانس از مشخصات جدا نشدنی کابل های فیلدباس هستند.

برای شبکه‌های فیلدباس صنعتی که در آن بخش‌های مختلف ممکن است از کابل‌های تولیدکنندگان مختلف استفاده کنند (یک وضعیت رایج در تاسیسات مقاوم‌سازی)، ناهماهنگی VOP بین بخش‌های کابل، ناهنجاری‌های زمان‌بندی را ایجاد می‌کند. دو بخش از مشخصات اسمی یکسان از تولیدکنندگان مختلف با مقادیر VOP به ترتیب 66% و 60% یک تفاوت تاخیر انتشار 10% را معرفی می‌کنند که به صورت لرزش زمان‌بندی بین بخش آشکار می‌شود. در پروتکل‌های حساس به زمان مانند EtherCAT و PROFINET IRT (زمان واقعی هم‌زمان)، که ساعت‌های توزیع شده در سراسر شبکه را با دقت میکروثانیه‌ای همگام‌سازی می‌کنند، تغییرات VOP بین بخش‌های کابل به یک افست زمان‌بندی سیستماتیک کمک می‌کند که باید توسط استاد شبکه در طول راه‌اندازی جبران شود. پروتکل هایی که به دقت زمان چرخه زیر میکروثانیه در 20 یا بیشتر بخش نیاز دارند، نمی توانند تغییرات VOP بالا را بدون مکانیسم های جبران ساعت در اصلی شبکه تحمل کنند.

کابل DeviceNet: چرا یکپارچه‌سازی برق و سیگنال در یک کابل باس تنها چالش‌های منحصر به فردی را در مشخصات ایجاد می‌کند

DeviceNet در میان پروتکل های اصلی فیلدباس صنعتی در یکپارچه سازی برق دستگاه 24 ولت DC و سیگنالینگ داده مبتنی بر CAN در یک کابل واحد متمایز است. کابل ضخیم (کابل تنه استاندارد) شامل پنج هادی است: یک جفت سیگنال دیفرانسیل CAN_H و CAN_L (معمولا 18 AWG)، یک جفت منبع تغذیه (معمولا 15 AWG برای کابل ضخیم)، و یک سیم تخلیه. این معماری چند منظوره نصب را با حذف کابل کشی برق جداگانه به دستگاه های میدانی ساده می کند، اما چالش هایی را در مشخصات ایجاد می کند که برای کابل های فیلدباس فقط سیگنال وجود ندارد.

هادی های برق در کابل DeviceNet جریان بار DC را حمل می کنند که می تواند به 8 آمپر در کابل تنه برسد و گرمای I²R تولید می کند که دمای جفت سیگنال مشترک مقطع کابل را افزایش می دهد. در هادی‌های مسی 8A تا 15 AWG، مقاومت DC 100 متری کابل تنه تقریباً 2.5 وات گرما در هر هادی تولید می‌کند - برای افزایش دمای داخلی کابل تا چندین درجه بالاتر از محیط در نصب سینی کابل با اتلاف حرارت محدود کافی است. این افزایش دما بر امپدانس مشخصه جفت سیگنال از طریق انبساط حرارتی عایق تأثیر می گذارد، اتلاف دی الکتریک عایق را افزایش می دهد و پیری ترکیب ژاکت را تسریع می بخشد. مشخصات DeviceNet حداکثر جریان را در کابل صندوق عقب نه تنها بر اساس رتبه بندی هادی قدرت به صورت مجزا، بلکه بر اساس اثر حرارتی ترکیبی بر عملکرد جفت سیگنال محدود می کند - نکته ای که در کابل های فقط سیگنال که در آن هادی های برق تولید کننده گرما وجود ندارد، ناپدید می شود.

افت ولتاژ در هادی های قدرت محدودیت دومی است که طول بخش DeviceNet را مستقل از حد انتقال سیگنال محدود می کند. دستگاه های DeviceNet به یک ولتاژ تغذیه در محدوده تعریف شده (11-25V) در ترمینال دستگاه نیاز دارند. منبع تغذیه 24 ولتی که در شیر برق ارائه می شود نباید در دوردست ترین دستگاه کمتر از 11 ولت باشد. برای جریان ترانک 6 آمپر بیش از 100 متر کابل تنه ضخیم (15 AWG، مقاومت حلقه تقریباً 0.22 Ω بر متر)، افت ولتاژ 6A × 0.22 Ω/m × 100 متر × 2 (تامین و بازگشت) = 26.4 ولت - بسیار بیشتر از ولتاژ موجود است. در عمل، شیرهای برق که در فواصل زمانی در امتداد بخش تنه قرار می‌گیرند، همراه با محاسبه دقیق حداکثر جریان دستگاه در هر بخش، برای حفظ ولتاژ در تمام افت‌های دستگاه در حد مشخصات لازم است. تامین کنندگان کابل فیلدباس که کابل DeviceNet را ارائه می کنند باید نه تنها پارامترهای سیگنال (امپدانس، ظرفیت خازنی) بلکه مقاومت هادی توان در واحد طول و منحنی های کاهش دما را برای سیگنال ها و هادی های قدرت در دمای محیطی بالا نیز ارائه دهند.

اتصال به زمین شیلد در نصب کابل فیلدباس و چرا اتصال زمین نادرست باعث ایجاد مشکلات بیشتر از عدم وجود شیلد می شود

شیلدهای کابل فیلدباس از جمله قطعاتی هستند که اغلب به اشتباه در تاسیسات اتوماسیون صنعتی استفاده می شوند. هدف سپر این است که یک مسیر با امپدانس کم برای جریان های تداخل حالت مشترک فراهم کند و از ورود آنها به جفت سیگنال به عنوان نویز دیفرانسیل جلوگیری کند. دستیابی به این امر مستلزم آن است که سپر به گونه ای زمین شود که این مسیر را فراهم کند و در عین حال از اختلافات پتانسیل زمین بین نقاط اتصال از طریق جریان عبوری از سپر جلوگیری شود - جریان هایی که به عنوان نویز حالت معمولی روی سیگنال قرار می گیرند و قابلیت اطمینان ارتباط را کاهش می دهند. تنش بین این دو الزام - به زمین سپر برای منحرف کردن نویز، اما اجتناب از حلقه های زمینی که نویز تزریق می کنند - بسته به پروتکل و محیط نویز خاص به طور متفاوتی حل می شود.

برای PROFIBUS DP، توصیه استاندارد اتصال به زمین یک نقطه محافظ کابل در انتهای پانل کنترل هر بخش است، با سپر انتهای میدان شناور باقی مانده یا از طریق یک خازن زمین با امپدانس بالا متصل شده است. این چیدمان از عبور جریان های حلقه زمین 50 هرتز از طریق سپر جلوگیری می کند - که منبع اصلی نویز فرکانس پایین در اکثر کارخانه های تولیدی است - در حالی که همچنان حفاظت EMI با فرکانس بالا را فراهم می کند زیرا اتصال زمین خازنی در انتهای میدان امپدانس پایینی را در فرکانس های بالاتر از محدوده فرکانس حلقه زمین ارائه می دهد. در عمل، بسیاری از تاسیسات سپر را در هر دو انتها زمین می‌کنند، که وقتی همه تجهیزات در بخش پتانسیل زمین یکسانی داشته باشند، به درستی کار می‌کند. در کارخانه‌های بزرگ که پتانسیل شبکه اتصال زمین بین اتاق کنترل و جعبه اتصال میدان دور ممکن است بین ۱ تا ۵ ولت در فرکانس ۵۰ هرتز متفاوت باشد، اتصال زمین دو طرف جریان‌های قابل‌توجهی ۵۰ هرتز را از داخل محافظ عبور می‌دهد و میدان مغناطیسی این جریان‌ها باعث ایجاد نویز دیفرانسیل در جفت سیگنال می‌شود - دقیقاً تداخلی که سپر برای جلوگیری از آن در نظر گرفته شده بود.

برای PROFIBUS PA و Foundation Fieldbus H1 که برای کار در مناطق خطرناک (منطقه 1 و منطقه 0) تحت مقررات ATEX و IECEx طراحی شده‌اند، اتصال به زمین محافظ باید هر دو الزامات ایمنی EMC و ذاتی را به طور همزمان برآورده کند. در تأسیسات ذاتاً ایمن، سپر باید فقط در یک نقطه - منطقه امن - به زمین متصل شود و سپر انتهای میدان باید حداقل 1 MΩ از زمین جدا شود تا از ایجاد مسیر خطای زمینی که می‌تواند از محدودیت انرژی سد ذاتاً ایمن تجاوز کند، جلوگیری شود. این محدودیت زمینی تحت مقررات IS قابل مذاکره نیست. اتصال به زمین محافظ دو طرفه در یک قطعه PROFIBUS PA در یک منطقه خطرناک، گواهینامه ایمنی ذاتی نصب را باطل می کند، صرف نظر از اینکه اتصال زمین محافظ یک مشکل EMC عملکردی ایجاد می کند یا خیر.

پروتکل‌های فیلدباس اترنت صنعتی (EtherCAT، PROFINET) با استفاده از کابل‌های Cat5e یا Cat6 نیازمندی‌های محافظ خاص خود را دارند. عمل کابل کشی ساختار یافته استاندارد، پایان سپر 360 درجه را در هر دو انتها با استفاده از کانکتورهای RJ45 دارای رتبه EMC یا اتصالات دایره ای M12 در محیط های صنعتی مشخص می کند. از آنجایی که اترنت از رابط‌های جفت شده با ترانسفورماتور استفاده می‌کند که ذاتاً تداخل حالت مشترک را در گیرنده رد می‌کند، فلسفه اتصال به زمین محافظ برای اترنت صنعتی نسبت به فیلدباس‌های مبتنی بر RS-485 اهمیت کمتری دارد - اما کیفیت مکانیکی خاتمه محافظ در کانکتور همچنان مهم است، زیرا سپر جریان با مقاومت بالا باعث می‌شود که اتصال دم سیمی (امپدانس جریان) به سپر برگشتی ایجاد شود. در فرکانس بالا که عملکرد EMC کابل را بالای 100 مگاهرتز کاهش می دهد.

مقاومت های پایان کابل فیلدباس: چرا آنها مورد نیاز هستند و چگونه مقادیر نادرست باعث ناپایداری شبکه می شوند

مقاومت‌های پایان گذرگاه جزء اجباری هر نصب فیلدباس مبتنی بر RS-485 - از جمله PROFIBUS DP، CANopen، و DeviceNet - هستند، اما از جمله رایج‌ترین عناصری هستند که به اشتباه اعمال می‌شوند یا در موارد عیب‌یابی شبکه فیلدباس حذف می‌شوند. عملکرد آنها جذب انرژی سیگنال هایی است که به انتهای آن می رسند کابل اتوبوس و از انتشار انعکاس سیگنال به سمت منبع سیگنال جلوگیری کنید. درک فیزیک خاتمه توضیح می دهد که چرا مقادیر نادرست مقاومت - یا چندین مقاومت اعمال شده در مکان های غیر نقطه پایانی - برای یکپارچگی سیگنال باس مخرب هستند.

هنگامی که یک سیگنال در طول یک خط انتقال منتشر می شود و به یک ناپیوستگی امپدانس می رسد، یک موج منعکس شده با دامنه متناسب با ضریب بازتاب Γ = (Z_load - Z0) / (Z_load Z0) تولید می شود. در یک پایانه مدار باز (Z_load → ∞)، Γ = 1 و موج منعکس شده دارای قطبیت و دامنه کامل موج فرودی است. در پایان اتصال کوتاه، Γ = -1 و موج منعکس شده دارای دامنه یکسان اما قطب مخالف است. مقاومت پایانی برابر با امپدانس مشخصه کابل (Z_load = Z₀) Γ = 0 تولید می کند - بدون انعکاس. برای PROFIBUS DP با Z₀ = 150 Ω، مقاومت خاتمه به عنوان 150 Ω مشخص شده است. برای DeviceNet با Z₀ = 120 Ω، مقاومت های پایانی 120 Ω هستند. برای CANopen (همچنین لایه فیزیکی ISO 11898)، پایان 120 Ω در هر انتهای گذرگاه اصلی است.

عواقب مقادیر پایان نادرست مربوط به سطح سیگنال است. یک مقاومت خاتمه 20% کمتر از مشخصات (120 Ω به جای 150 Ω در PROFIBUS) ضریب بازتابی G = (120-150)/(120 150) = -0.11 ایجاد می کند، و یک موج منعکس شده در 11٪ دامنه تابشی ایجاد می کند که بین علامت علامت در همه منبع و علامت بر روی علامت نه قرار می گیرد. برای سیگنال PROFIBUS DP با دامنه دیفرانسیل 5 ولت، انعکاس 11 درصد یک اغتشاش 0.55 ولت اضافه می کند که یک زمان تاخیر رفت و برگشت پس از لبه سیگنال اصلی به هر گره می رسد. در 12 مگابیت بر ثانیه، این تاخیر در دوره بیت برای بخش های طولانی است، که باعث می شود آشفتگی لبه منعکس شده در طول پنجره نمونه گیری گیرنده های پایین دست رخ دهد و نرخ خطای بیت را افزایش دهد. حذف کامل پایان (مدار باز) بازتاب هایی با دامنه کامل ایجاد می کند که می تواند به اندازه کافی بزرگ باشد که آستانه منطقی گیرنده های پایین دستی را نقض کند و باعث شکست کامل ارتباط با نرخ باود بالا حتی در بخش های کوتاه شود.

قاعده‌ای که اغلب اشتباه گرفته می‌شود این است که مقاومت‌های پایانی باید فقط در دو نقطه پایانی فیزیکی کابل باس اصلی نصب شوند - هرگز در شیرهای میانی، اتصالات خار یا نقاط اتصال T نصب شوند. نصب یک مقاومت پایانی در یک خار میانی، یک امپدانس موازی به زمین در آن نقطه ایجاد می‌کند، امپدانس باس موثر را کاهش می‌دهد و در هر انتقال سیگنال، بدون توجه به مقدار مقاومت، بازتابی ایجاد می‌کند. تکرار کننده های PROFIBUS، که سیگنال را بازسازی می کنند و یک قطعه باس جدید ایجاد می کنند، باید به عنوان یک نقطه پایانی از نظر خاتمه در نظر گرفته شوند - هر طرف تکرار کننده یک سگمنت جداگانه با جفت مقاومت ختم خاص خود در نقاط انتهایی قطعه است.

رتبه بندی محیطی و مکانیکی برای کابل های فیلدباس در تاسیسات سخت صنعتی

کابل‌های فیلدباس استاندارد طراحی‌شده برای سیم‌کشی پانل و محیط‌های صنعتی سبک برای نصب در محیط‌های کارخانه فرآیند سخت بدون تأیید صریح رتبه‌بندی محیطی مناسب نیستند. پالایشگاه‌های نفت، کارخانه‌های شیمیایی، تأسیسات فرآوری مواد غذایی، پست‌های فرعی در فضای باز، و ماشین‌آلات با ارتعاش زیاد یا حرکت مداوم کابل، فشارهای مکانیکی و شیمیایی را تحمیل می‌کنند که روکش‌های کابل فیلدباس استاندارد و مواد عایق نمی‌توانند برای عمر کاری 15 تا 25 ساله مورد انتظار زیرساخت‌های کنترل فرآیند تحمل کنند. انتخاب کابل های فیلدباس با درجه بندی محیطی مناسب برای شرایط نصب به اندازه انتخاب مشخصات الکتریکی صحیح مهم است.

الزامات مقاومت شیمیایی

محیط‌های کارخانه فرآیند کابل‌های فیلدباس را در معرض هیدروکربن‌ها (روغن‌ها، سوخت‌ها، حلال‌های معطر)، مواد تمیزکننده قلیایی، اسیدها و بخار قرار می‌دهند – که هر کدام مواد خاص ژاکت را با سرعت‌های متفاوتی تجزیه می‌کنند. ژاکت های PVC استاندارد در برابر هیدروکربن های آلیفاتیک (روغن های معدنی، گازوئیل) مقاومت خوبی دارند اما در حلال های معطر (تولوئن، زایلن) به طور قابل توجهی متورم می شوند و توسط اسیدهای غلیظ و قلیایی مورد حمله قرار می گیرند. ژاکت های پلی اورتان (PUR) مقاومت عالی در برابر روغن ها و سوخت ها، مقاومت در برابر سایش فوق العاده و انعطاف پذیری خوب در دمای پایین را ارائه می دهند - که آنها را به مواد ژاکت ترجیحی برای کابل های فیلدباس در ماشین ابزار و محیط های مهندسی مکانیک تبدیل می کند که در آن سیالات برش، روغن های هیدرولیک و خنک کننده ها وجود دارند. با این حال، PUR مستعد هیدرولیز در محیط های با رطوبت بالا و دمای بالا است. کابل فیلدباس با روکش PUR نصب شده در یک منطقه فرآوری مواد غذایی تمیز شده با بخار ممکن است از طریق بریدگی زنجیره هیدرولیتیک پیوند یورتان تخریب شود و باعث ترک خوردن ژاکت بعد از 3 تا 5 سال شود. برای محیط‌های تمیز با بخار، ترکیبات ژاکتی مبتنی بر پلی پروپیلن یا پلی پروپیلن متقاطع با مقاومت هیدرولیز نشان داده شده علیرغم مقاومت سایشی کمتر در مقایسه با PUR مناسب‌تر هستند.

دوام مکانیکی در کاربردهای کابل متحرک

کابل های فیلدباس نصب شده در بازوهای ربات، زنجیر کششی یا سایر ماشین آلات متحرک پیوسته باید پارامترهای الکتریکی خود - به ویژه امپدانس مشخصه و تعادل خازن جفت سیگنال - را در طول عمر مکانیکی کابل حفظ کنند. تغییرات امپدانس ناشی از مهاجرت هادی (موقعیت جابجایی هسته‌ها در داخل ژاکت تحت خمش مکرر) شرایط پایان باس را تغییر می‌دهد و می‌تواند باعث شود که شبکه‌ای که قبلاً سازگار بود، پس از سرویس طولانی بازتاب‌ها و خطاهای ارتباطی ایجاد کند. کابل‌های فیلدباس که برای کاربردهای خمش مداوم مشخص شده‌اند، از هادی‌های رشته‌ای ریز کلاس 6، الاستومرهای گرمانرم (TPE) یا PUR و هندسه‌های رشته‌ای با پرکننده‌های مرکزی استفاده می‌کنند که از مهاجرت هسته جلوگیری می‌کند. حداقل شعاع خمش برای کاربردهای خمش پیوسته معمولاً 7.5-10× قطر خارجی کابل است، در مقایسه با 4× برای نصب ثابت - فراتر از شعاع خمش نصب ثابت در یک زنجیر کشش باعث می‌شود ژاکت شکافته شود و هسته‌ها در عرض 1 تا 3 میلیون چرخه انعطاف‌پذیر تغییر مکان دهند که بسیار کمتر از چرخه چرخه صنعتی مورد انتظار برای 10 دراگ است.

حفاظت از نفوذ و نصب در فضای باز

کابل‌های فیلدباس نصب‌شده در فضای باز یا محیط‌های صنعتی مرطوب باید برای قرار گرفتن در معرض آب بالاتر از درجه IP67 یا IP68 تجهیزات متصل رتبه‌بندی شوند. روکش بیرونی کابل باید یکپارچگی خود را در هنگام قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش، باران، چرخه دما از -40 درجه سانتیگراد تا 90 درجه سانتیگراد و غلظت اوزون در مکان‌های نزدیک به تجهیزات تخلیه الکتریکی حفظ کند. ژاکت های پلی اتیلن سیاه تثبیت شده با اشعه ماوراء بنفش با محتوای تثبیت کننده اشعه ماوراء بنفش مشخص (معمولاً HALS در 0.2-0.5٪ وزنی همراه با کربن سیاه در 2-3٪) پایداری کافی در فضای باز را برای عمر مفید 20 ساله فراهم می کند. نکته مهم نصب این است که مقاومت کابل در فضای باز UV به یکپارچگی ژاکت بستگی دارد - هرگونه آسیب سطحی ناشی از سایش، حمله جوندگان یا استرس نصب که عایق زیرین را در معرض دید قرار دهد، حفاظت UV را در آن مکان از بین می برد و باعث تخریب سریع نور می شود. کابل های فیلدباس در فضای باز در تاسیساتی با خطر آسیب مکانیکی باید شامل یک لایه بیرونی محافظ از نوار فولادی یا زره فولادی موجدار در زیر ژاکت باشد تا از آسیب ژاکت ناشی از تماس جلوگیری شود.