Aunque a menudo no reciben la atención que se presta a otras tecnologías de automatización, los cables y conectores son fundamentales para las necesidades de transmisión de energía y datos de la transformación digital de la industria.
jul 17, 2022
Por Lauren Gibbons Paul – Editora colaboradora de Automation World
Teniendo en cuenta su importancia para el mundo industrial (suministro de energía eléctrica, transferencia de datos y conectividad confiable entre puntos finales), los cables y conectores no suelen recibir la atención que merecen. Dado que se dedica mucha atención a la Industria 4.0, los gemelos digitales y otras tecnologías de automatización avanzadas, es importante reconocer que los cables y conectores son la columna vertebral transaccional de la transformación digital. No se podría hacer nada sin ellos, y eso incluye las actividades inalámbricas que dependen de las infraestructuras cableadas para transferir datos sin problemas a las puertas de enlace para la transmisión inalámbrica.
Esta realidad es la razón por la que la selección de cables y conectores debe tratarse tan críticamente como las tecnologías más avanzadas que a menudo captan más nuestra atención.
Subrayar la importancia de los cables y conectores para la transformación digital de la industria es la salud de este mercado. Allied MarketResearch proyecta que el crecimiento anual compuesto del mercado global de cables y conectores alcanzará el 8,3 % entre 2020 y 2027.
Prestar más atención a las opciones de cableado y conectores es posiblemente más importante ahora que nunca, ya que muchas empresas se encuentran en la posición de necesitar actualizar el cableado, dice Mike Berg, gerente senior de desarrollo comercial de Panduit. “Muchos de los pisos de la planta instalaron cableado Cat5 para Ethernet. Pero eso fue hace mucho tiempo. La calidad de la conexión no está a la altura de los estándares actuales”, dice. Ahora, la necesidad de conectar redes de control a la empresa está impulsando la necesidad de cableado de alto rendimiento.
Consideraciones físicas
“Cuando tiene 10 o 20 dispositivos conectados a Ethernet dentro de un panel de control, necesita un diseño completo y un plan en torno al cableado de Ethernet” que tenga en cuenta la seguridad y la protección, dice Berg.
Los constructores de paneles de control son muy diligentes en el cumplimiento de los requisitos de seguridad, pero a medida que crecieron las conexiones, “todos han tenido un poco de dificultad sobre cómo manejar este aumento en el cableado de comunicaciones que llega al panel de control. Entonces, definitivamente ha habido una curva de aprendizaje”, agrega.
Un cable de cobre blindado Ethernet de un solo par.Fuente: PanduitLos usuarios finales y los fabricantes de paneles también deben considerar la confiabilidad a largo plazo y la capacidad de "preparar para el futuro" sus selecciones de cables y conectores para evitar tener que actualizar solo uno o dos años después.
Otra tendencia que causa un efecto dominó en las decisiones sobre cableado y conectores es que el empaque mecánico es cada vez más pequeño. Esto crea problemas específicos para los fabricantes de equipo original, dice Daniel Koch, gerente senior de productos de la división de señales de Molex. “Esto significa que el área con la que tenemos que trabajar es cada vez más pequeña. Ya no podemos simplemente tomar cosas y conectarlas. La necesidad de componentes más pequeños es un gran impulsor en nuestra industria”, dice Koch.
La mayoría de los usuarios finales necesitan asistencia en el diseño y asesoramiento sobre la selección de materiales de un socio de confianza, como un integrador de sistemas, antes de comprar. "El valor de esa colaboración es no tener ese momento: '¡oh, Dios!' cuando te das cuenta de que algo no funciona", dice Koch. “Con los precios altísimos del cobre y otros materiales de cableado, un asesor de confianza también puede ayudarlo a mantener bajos los costos, especialmente cuando se trata de distinguir entre una opción que ahorra dinero a corto plazo pero que podría llevar a tener que reemplazar prematuramente el cable o el conector”.
Parámetros de selección
La cantidad de factores que influyen en las selecciones de cables y conectores es numerosa. Aquí hay cuatro cuestiones clave para ayudarlo a asegurarse de seleccionar los cables y conectores correctos para sus aplicaciones:
1. Examine los medios de su componente. Comience con lo básico, como: ¿Qué dispositivos necesita conectar? Berg recomienda preguntar: ¿Qué interruptores se utilizarán? ¿Cuántos dispositivos se conectarán? ¿Están en juego los dispositivos IoT (Internet de las cosas)? ¿Qué pasa con las cámaras? ¿Qué protocolos de red, como EtherNet/IP, Profinet o CC-Link IE, se utilizan? Además, asegúrese de que sus opciones de cableado y conector coincidan con las terminaciones existentes. Otros aspectos a considerar incluyen el uso de cableado Ethernet de cobre y de dos o cuatro pares.
Las clasificaciones y categorías ambientales basadas en atributos mecánicos, de ingreso, climáticos/químicos y electromagnéticos (MICE) brindan un método para categorizar las clases ambientales requeridas para cada una de las áreas industriales y se clasifican como 1 = bajo, 2 = medio y 3 = alto.Fuente: Panduit
2. Ubicación. Cuando vaya a comprar cables, piense en los espacios a los que van. ¿Está enrutando desde un entorno de oficina? ¿Está pasando por algún espacio vertical entre pisos? No desea instalar cableado y luego descubrir que pasó por un plenum o un espacio vertical que requiere que se extraiga. Los factores de seguridad contra incendios también son clave aquí. Si el cableado y los conectores estarán en un gabinete de TI, es suficiente usar el cable Ethernet de grado comercial que está comúnmente disponible. Pero a medida que comience a acercarse más y más al nivel de la máquina, deberá considerar cosas como la ubicación de la fuente de alimentación, las separaciones que podría necesitar y si usará una bandeja de cables. Berg sugiere asegurarse de seleccionar el cableado con el revestimiento o aislamiento adecuados para adaptarse a la aplicación. Luego observe los requisitos de puesta a tierra y unión para el sistema de red.
3. Nivel de rendimiento de terminación. Este factor es clave para la susceptibilidad al ruido, dice Berg. La gente tiende a pasar por alto el hecho de que gran parte del cableado Ethernet de cobre en los pisos de las plantas industriales es susceptible al ruido de interferencia electromagnética (EMI). El cableado más reciente (Cat6, Cat6A y Cat8, por ejemplo) es mucho menos susceptible a EMI. Elegir la versión más actualizada protegerá su inversión. “Eso le brinda la mejor vida útil posible en esa instalación de cableado”, dice Berg.
4. Condiciones duras. Asegúrese de considerar factores como golpes y vibraciones, resistencia al polvo, umbrales de temperatura, áreas de lavado, exposición a ácidos o mezclas de aceite y ruido electromagnético. Un enfoque comúnmente recomendado para la selección de cables y conectores se denomina análisis MICE, que aborda los factores mecánicos, de ingreso, climáticos/químicos y EMI que pueden afectar las opciones de cableado y conector.
El cable de cobre blindado SPE de Panduit tiene conductores de cobre estañado trenzado de 18/7 AWG con aislamiento de espuma de polietileno. Los conductores están trenzados en un par e incluyen dos rellenos. El par está rodeado por un blindaje de lámina de aluminio/poliéster, un blindaje trenzado de cobre estañado e incluye un cable a tierra de cobre estañado trenzado 24/7 AWG.Fuente: Panduit
Clasificamos nuestro cableado para su uso en diferentes entornos MICE, explica Berg. El análisis MICE ayuda a los usuarios a determinar si un cable o conector diferente puede sobrevivir mejor en su entorno operativo. También puede ser útil para evaluar los efectos en la programación del mantenimiento.
Las condiciones adversas también pueden dictar requisitos específicos para cables y conectores. Por ejemplo, una conexión RJ45 es susceptible a vibraciones, pero un conector M12 evita que las vibraciones afecten a esa conexión Ethernet. Del mismo modo, cuando conecte un dispositivo de alta flexibilidad, como un brazo robótico, necesitará un cable de alta flexibilidad. El tipo de cable más resistente está clasificado como capaz de manejar más de 10 millones de ciclos. “Si tiene algún tipo de dispositivo móvil en una planta de fabricación que crea un nuevo widget cada 10 segundos, puede superar fácilmente los 15 000 ciclos muy rápidamente. Por lo tanto, elegir un cable que tenga una calificación de más de 10 millones de ciclos tiene mucho sentido en esa aplicación”, dice Berg.
