Làm thế nào để chọn cáp thiết bị phù hợp?

Trong tự động hóa công nghiệp và kiểm soát quy trình, tính toàn vẹn dữ liệu là điều tối quan trọng. Cáp thiết bị là hệ thống quan trọng mang tín hiệu điện áp thấp từ cảm biến đến hệ thống điều khiển. Lỗi có thể gây ra kết quả đọc không chính xác, tắt máy hoặc sự cố an toàn. Chọn đúng cáp là một quyết định kỹ thuật đòi hỏi sự hiểu biết về tính toàn vẹn của tín hiệu, các yếu tố môi trường và tiêu chuẩn xây dựng. Hướng dẫn này cung cấp khuôn khổ để các kỹ sư đưa ra lựa chọn sáng suốt.

Bạn có biết không?

Một cáp thiết bị được bảo vệ duy nhất có thể mang hàng chục tín hiệu riêng biệt, mỗi tín hiệu được bảo vệ khỏi các tín hiệu khác. Điều này cho phép triển khai các hệ thống điều khiển phức tạp với số lượng cáp tối thiểu, giảm độ phức tạp trong lắp đặt và các điểm hỏng hóc tiềm ẩn.

Nguyên tắc cốt lõi: Tính toàn vẹn tín hiệu và khả năng miễn nhiễm tiếng ồn

Chức năng chính của cáp thiết bị là truyền tín hiệu rõ ràng, chính xác. Kẻ thù lớn nhất là nhiễu điện, hay Nhiễu điện từ (EMI). Thiết kế cáp tập trung vào việc bảo vệ các tín hiệu nhạy cảm khỏi nhiễu bên ngoài.

• Mối đe dọa của EMI/RFI: Môi trường công nghiệp có EMI từ các nguồn như biến tần (VFD), động cơ và đường dây điện. Tiếng ồn này có thể gây ra điện áp không mong muốn, làm hỏng tín hiệu.
• Vai trò của các cặp xoắn: Việc xoắn các dây dẫn thành từng cặp gây ra tiếng ồn chung cho cả hai dây. Tiếng ồn này sau đó sẽ bị loại bỏ bởi đầu vào vi sai của thiết bị thu. Vòng xoắn chặt hơn giúp loại bỏ tiếng ồn tốt hơn.
• Nối đất và che chắn: Việc che chắn và nối đất thích hợp là rất cần thiết. Tấm chắn phải được kết thúc chính xác để cung cấp đường dẫn xuống đất cho tiếng ồn bị chặn. Nối đất không đúng có thể làm trầm trọng thêm vấn đề tiếng ồn.

Cấu trúc cáp chính và các loại che chắn

Hiệu suất của cáp được xác định bởi kết cấu của nó, đặc biệt là lớp chắn. Các chiến lược che chắn khác nhau đưa ra các mức độ bảo vệ chống nhiễu khác nhau.

Tiêu chuẩn vàng: cáp thiết bị được bảo vệ

Đối với các ứng dụng công nghiệp, cáp thiết bị đo được bảo vệ là cần thiết. Tấm chắn hoạt động như một rào cản, chặn tiếng ồn bên ngoài và chuyển hướng nó ra khỏi dây dẫn tín hiệu. Hiệu quả của cáp phụ thuộc vào loại và chất lượng của tấm chắn.

• Lá chắn lá chắn: Một lớp băng nhôm-polyester mỏng có độ che phủ 100%. Nó có khả năng chặn nhiễu tần số cao (RFI) rất tốt và rất nhẹ.
• Khiên bện: Một lưới dệt bằng các sợi đồng giúp bảo vệ vật lý và dẫn điện trở xuống đất thấp. Nó hiệu quả hơn trong việc chặn tiếng ồn tần số thấp hơn (EMI).
• Kết hợp lá/bện: Việc che chắn phổ biến và hiệu quả nhất. Nó kết hợp phạm vi bao phủ 100% của tấm chắn lá chắn với điện trở thấp của tấm chắn bện, bảo vệ chống lại phổ rộng nhất của EMI/RFI.

Chọn giữa tấm chắn tổng thể hoặc tấm chắn cặp riêng lẻ dựa trên ứng dụng. Việc che chắn từng cặp riêng lẻ sẽ ngăn chặn nhiễu xuyên âm giữa các cặp trong cùng một cáp.

Dành cho môi trường khắc nghiệt nhất: cáp thiết bị bọc thép

Khi cáp tiếp xúc với ứng suất cơ học như bị chôn vùi hoặc va đập, cần có cáp thiết bị bọc thép để bảo vệ dây dẫn và tấm chắn.

• Các loại giáp: Áo giáp dây thép (SWA) là loại phổ biến, bao gồm các dây thép mạ kẽm để bảo vệ tuyệt vời chống lại sự nghiền nát và va đập.
• Tăng cường an toàn và độ tin cậy: Lớp giáp cung cấp một rào cản chắc chắn chống lại sự hư hại do nghiền nát, đâm thủng và gặm nhấm, nâng cao độ tin cậy của hệ thống.
• Cân nhắc nối đất: Lớp giáp kim loại có thể đóng vai trò như một dây dẫn nối đất bổ sung. Việc chấm dứt thích hợp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và giảm thiểu tiếng ồn.

Mặc dù đắt hơn và kém linh hoạt hơn nhưng áo giáp là thứ không thể thiếu khi có thể xảy ra hư hỏng cơ học.

Các ứng dụng chuyên biệt và cân nhắc về vật liệu

Cáp thường phải đáp ứng các yêu cầu cụ thể về môi trường và an toàn, yêu cầu sử dụng vật liệu chuyên dụng cho vỏ bọc và vật liệu cách nhiệt.

Dành cho khu vực nguy hiểm cháy: cáp thiết bị chống cháy

Trong các tòa nhà công cộng, đường hầm và nhà máy lọc dầu, việc duy trì tính toàn vẹn của mạch điện trong khi xảy ra hỏa hoạn là rất quan trọng. Cáp thiết bị chống cháy được thiết kế để hoạt động trong một khoảng thời gian xác định khi tiếp xúc với lửa, cho phép các hệ thống quan trọng hoạt động.

• Công nghệ cứu hỏa: Sử dụng các vật liệu chuyên dụng như băng mica, chất cách điện tuyệt vời ở nhiệt độ cao, được bảo vệ bằng vỏ bọc ít khói, không halogen (LSZH).
• Tính toàn vẹn của mạch: Cáp được kiểm tra và đánh giá để duy trì tính toàn vẹn của mạch trong khoảng thời gian cụ thể (ví dụ: 1-3 giờ) theo các tiêu chuẩn như IEC 60331.
• Thuộc tính LSZH: Lớp vỏ bên ngoài thải ra rất ít khói không độc hại và không có khí ăn mòn, rất quan trọng cho việc sơ tán an toàn và bảo vệ thiết bị.

Để có hiệu suất vượt trội: Cáp thiết bị PUR

Đối với môi trường công nghiệp khắc nghiệt có dầu, hóa chất, bức xạ UV và mài mòn cơ học, cáp thiết bị PUR là lựa chọn ưu việt. Polyurethane (PUR) là chất đàn hồi hiệu suất cao mang lại độ bền vượt trội.

• Khả năng kháng hóa chất và dầu đặc biệt: Có khả năng kháng dầu, mỡ và nhiên liệu cao, lý tưởng cho các máy công cụ và nhà máy hóa dầu.
• Độ bền cơ học vượt trội: Khả năng chống mài mòn, rách và va đập vượt trội so với PVC. Lý tưởng cho việc uốn cong năng động hoặc ma sát không đổi.
• Tính linh hoạt và phạm vi nhiệt độ: Vẫn linh hoạt ở nhiệt độ thấp và duy trì các đặc tính trên phạm vi rộng.

Mặc dù ban đầu đắt hơn nhưng tuổi thọ sử dụng lâu hơn trong môi trường khắc nghiệt mang lại tổng chi phí sở hữu thấp hơn.

Đánh giá nhà cung cấp: Đối tác của bạn về chất lượng và độ tin cậy

Hiệu suất của hệ thống điều khiển của bạn phụ thuộc vào chất lượng thành phần. Lựa chọn nhà cung cấp là sự hợp tác. Một nhà cung cấp có nền tảng sản xuất vững chắc và cam kết về chất lượng là tài sản vô giá.

Tại sao hợp tác với Jiangyin Huitong cho nhu cầu sản xuất nâng cao của bạn?

Triết lý cốt lõi và sự xuất sắc trong sản xuất của Huitong cung cấp hình mẫu cho bất kỳ nhà cung cấp linh kiện chất lượng cao nào. Những nguyên tắc khiến Huitong trở thành người dẫn đầu cũng chính là những nguyên tắc bạn nên tìm kiếm ở một nhà sản xuất cáp.

• Di sản của sự đổi mới và chính xác: Được thành lập vào năm 1996, sứ mệnh của Huitong được hỗ trợ bởi hơn 400 bằng sáng chế, thể hiện cam kết sâu sắc đối với R&D và cách tiếp cận có tư duy tiến bộ.
• Chất lượng sản xuất không khoan nhượng: Đầu tư vào thiết bị đẳng cấp thế giới như trung tâm gia công MAZAK của Nhật Bản và máy laser TRUMPF của Đức cho thấy sự cống hiến cho độ chính xác, đảm bảo các bộ phận được chế tạo với dung sai chính xác.
• Hỗ trợ mạnh mẽ và phạm vi tiếp cận toàn cầu: Với kho hàng khổng lồ và mạng lưới dịch vụ trải dài trên 10 quốc gia, Huitong hiểu tầm quan trọng của hỗ trợ sau bán hàng, dấu hiệu của một đối tác thực sự.

Kết luận: Một lựa chọn chiến lược cho tính toàn vẹn của hệ thống

Việc chọn đúng Cáp thiết bị đòi hỏi phải hiểu rõ nhu cầu về điện, cơ khí và môi trường trong ứng dụng của bạn. Bằng cách xem xét vật liệu che chắn, áo giáp và áo khoác, bạn đảm bảo độ chính xác, an toàn và độ tin cậy của hệ thống. Bằng cách tìm kiếm nhà cung cấp thể hiện sự đổi mới, độ chính xác và hỗ trợ khách hàng, bạn đầu tư vào tính liêm chính lâu dài trong hoạt động của mình.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa cáp thiết bị đo đạc và cáp điều khiển là gì?

Sự khác biệt chính là loại tín hiệu và cấu trúc. Cáp thiết bị đo đạc mang tín hiệu tương tự có điện áp thấp, nhạy cảm (ví dụ: 4-20mA) và hầu như luôn có các cặp xoắn được bảo vệ riêng lẻ. Cáp điều khiển mang tín hiệu số điện áp cao hơn (ví dụ: 24V DC) để vận hành động cơ và rơle và thường không có cặp được bảo vệ riêng lẻ.

Khi nào tôi nên sử dụng cặp được bảo vệ riêng lẻ so với tấm chắn tổng thể?

Sử dụng các cặp được bảo vệ riêng lẻ khi chạy nhiều tín hiệu nhạy cảm trong cùng một cáp để tránh nhiễu xuyên âm. Sử dụng tấm chắn tổng thể khi tất cả các cặp đều mang tín hiệu miễn nhiễm với nhiễu xuyên âm hoặc khi bạn chỉ cần bảo vệ bó tín hiệu khỏi nhiễu bên ngoài. Đối với việc kiểm soát quy trình quan trọng, các cặp được bảo vệ riêng lẻ là lựa chọn tiêu chuẩn.

Tại sao cáp chống cháy lại đắt hơn nhiều?

Giá thành cao là do vật liệu chuyên dụng và kiểm tra nghiêm ngặt. Thành phần chính là băng mica đắt tiền. Cáp cũng phải trải qua quá trình kiểm tra rộng rãi của bên thứ ba để chứng nhận rằng nó có thể duy trì tính toàn vẹn của mạch trong một khoảng thời gian cụ thể trong đám cháy, theo các tiêu chuẩn như IEC 60331.

Tôi có thể chạy dây cáp điện và thiết bị đo đạc trong cùng một ống dẫn hoặc khay không?

Đó là lời khuyên mạnh mẽ chống lại. Chạy cáp tín hiệu điện áp thấp bên cạnh cáp điện cao thế sẽ tạo ra nguồn EMI khổng lồ có thể làm hỏng tín hiệu. Cách tốt nhất là cách ly chúng bằng cách sử dụng các khay hoặc ống dẫn riêng biệt và duy trì khoảng cách tách biệt tối thiểu theo quy định.

"Bộ ba" hoặc "bộ ba" có nghĩa là gì trong cáp thiết bị đo đạc?

"Bộ ba" hay "bộ ba" là một nhóm gồm ba dây dẫn xoắn lại với nhau. Điều này thường được sử dụng cho các mạch tín hiệu RTD 3 dây, yêu cầu ba dây để bù nhiệt độ chính xác. Ba dây dẫn trong bộ ba được che chắn cùng nhau thành một khối duy nhất để bảo vệ tín hiệu khỏi nhiễu.