隨著各工廠自動化程度愈來愈高，透過複雜且高效能的網路進行數據串流的需求也日益增長，而這項科技應用的新趨勢，便是我們近年討論的熱門議題── 物聯網(IoT)。乙太網電纜作為打造智慧工廠的重要支柱，物聯網 (IoT) 概念的興起對其電纜規格的要求帶來新的挑戰。這些應用於特定系統的電纜必須能夠支援高速數據的傳輸，同時可承受住工廠生產時的艱困環境。

由此可知，將穩固性、 彈性和能傳輸高速數據的設計需求結合於同一條電纜上，不是一個輕鬆的挑戰，因此在為您的工廠選擇合適的數據電纜時，了解哪些是您的最佳選擇非常重要。  
 

穩健的工廠建設

一般來說，數據電纜需要像其他工業電纜一樣穩固，以確保它們能夠承受工廠內的惡劣環境。舉例而言，工廠設備中使用的乙太網電纜與安裝在辦公室或資訊科技場所的設備相比，必須能夠承受更大的振動幅度和電氣雜訊。此外，電纜還必須耐油、耐高溫且在電纜軌道中可靠又耐用。
 
 
智慧工廠的面孔

物聯網串聯了全球的虛實整合系統(Cyber-Physical System, CPS) ，將 "智慧" 機器與嵌入式硬體、軟體相互結合，而不只是現在，未來幾年這個現象將在工業生產扮演相當重要的角色。目前世界上的自動化工廠主要基於電機工程和階層式結構建造，在未來將轉變為智能工廠網絡，各生產工廠的資訊可以流通得更順暢。
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打造智慧工廠的佈線要點

 

電纜護套
由熱塑性彈性體 (TPE) 或聚氯乙烯 (PVC) 製成的護套，可讓電纜更耐油和更能抵抗化學品的刺激。如果為了提高機械和化學物的耐受性，還可以考慮選用以護套材質更堅固的聚氨酯 (PUR) 的電纜。另外，PVC 和 TPE製成的護套非常適合應用於需要嚴格遵守衛生法規的行業，例如食品業和飲料業。有些細菌和微生物會以電纜的聚合物成份為食，導致電纜絕緣層受到污染和分解， 此時PVC 和 TPE製成的護套能良好的應對這個困境。​

屏蔽性

 選用具有良好屏蔽性的電纜對工廠很重要，因為通常工廠環境中較為封閉，且有高度集中的電源和控制電纜，需要屏蔽性來保證電纜在有電磁干擾的環境下不影響傳輸性能。當今大部分工業乙太網電纜的屏蔽層是由箔或單根銅絞線以交叉的結構編織而成，這是一項重要、能保持平衡的設計，當數據電纜遭遇擠壓或扭轉時，編織式的屏蔽層能保有結構完整性和空間靈活性。例如 ETHERLINE® Cat.7 的乙太網電纜，便具有獨立的箔遮蔽線對，以確保在高電磁干擾環境中的傳輸可靠性。  ​

彎曲半徑

 彎曲半徑愈小，電纜愈能在不造成損壞的情況下彎曲。電纜彎曲的最小半徑往往取決於所使用的電纜類型和電纜安裝的應用方式。例如應用在直線來回滾動的連續彎曲電纜，其彎曲半徑會大於應用於靜止狀態的電纜，這是因為前者的壓力明顯高於後者。  
 

讓靈活性沒有邊界

在數據電纜靈活性的討論中，電纜的彎曲半徑很重要，影響著佈線時如何根據機器移動與否和如何移動來建置數據電纜。當電纜設計用於特殊的彎曲應用時，它必須在獨特的搓繩機上製造，最大限度地減少電纜導體的反向扭曲。 電纜運動的類型包括：
  

連續彎曲

電纜以直線運動來回滾動或彎曲，通常用於電纜軌道應用。

扭轉彎曲

電纜順時針和逆時針扭曲從90度到360度不等，這種類型的彎曲通常發生在需要長時間不斷扭曲或彎曲的機器人設備上。  

彎曲運動

又被稱為“滴答”運動，電纜在一端保持靜止時另一端來回彎曲。電纜上大部分的作用力主要集中施加在彎曲和負載的兩點上。


就其結構而言，連續彎曲和扭轉電纜最多可以有19根細絞線，從而提供更大的靈活性。此外兩者皆經過嚴格的測試，確保能夠承受住惡劣工業環境的要求。例如，適用於高扭轉應力的ETHERLINE® TORSION Cat.7電纜，便經過高達500萬次彎曲循環測試以及每公尺180度的左右移動測試。
 

〈 傳輸速率比較 〉

類別 最高傳輸速率 服務
Cat. 5/5e 最高 100 MHz
  • 高速乙太網路(100Mbit)
  • Gigabit 乙太網路
Cat. 6 最高 250 MHz
  • 高速乙太網路
  • Gigabit 乙太網路
Cat. 6A 最高 500 MHz
  • 10 Gigabit 乙太網路
Cat. 7 最高 600 MHz
  • 10 Gigabit 乙太網路
Cat. 7A 最高 1 GHz
  • 10 Gigabit 乙太網路
   

對高速數據傳輸的需求 

工業級的乙太網電纜必須擁有堅固護套和高靈活性的同時，不會對高速數據傳輸速率造成影響。像ETHERLINE® Cat.7系列的電纜就十分適合應用於數據速率需高達10 Gbit/s的EtherCAT和EtherNet/IP，例如接線機和控制櫃。該電纜堅固的PUR外層護套對礦物油和磨損具有很強的抵抗力，其雙重屏蔽還可確保在有大量電氣雜訊的工廠中傳輸資料的可靠性。由其ETHERLINE® Cat.7較小的電纜直徑和彎曲半徑（固定安裝時外徑的4倍），使用於空間有限的工業環境更是相當合適。 

而在數據傳輸速率方面，目前業界的工程師們正在從傳輸速率高達100 MHz的Cat.5e電纜轉向目前流行的傳輸速率高達500 MHz的Cat. 6A電纜。隨著時間的推移，具有更高傳輸數據速率的工業電纜，需求將會繼續攀升。 
 

數據電纜和工廠監控 

近年數據電纜多用於提供工廠內的資訊透明度，原始傳感器的數據現在能夠輕鬆快速地整合成更高價值、更具脈絡的訊息。以前，查明機器故障的根源是一個耗時的過程。現在，透過數據的流通性，能持續監控設備狀況並即時接收各項資訊反饋，有助於工廠解決潛在的停機隱患。 
 

適用乙太網技術的
數據通訊系統 


ETHERLINE®的產品為未來乙太網應用（如 PROFINET®）開闢了一條安全又快速的道路。這項由耐用、堅固電纜和連接零件組成的系統，為智慧工廠建構時，面對嚴峻的製造環境的挑戰，交出一份名為效率、可靠的答案卷。 
 
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