Adaptery PoE z dodatkowymi funkcjami - większa dostępność systemu w połączeniu z krótszymi czasami instalacji

| Prezentacje firmowe

W świecie, który w coraz większym stopniu opiera się na rozwiązaniach sieciowych, niezbędne jest posiadanie bezpośredniego dostępu do danych dotyczących wszystkich procesów. Power over Ethernet wspiera łatwą integrację tych danych w już istniejących sieciach. Dzięki adapterom PoE Phoenix Contact użytkownik oszczędza dużo czasu podczas instalacji, jednocześnie chroniąc podłączone urządzenia i transmisję danych przed przepięciami, różnymi potencjałami oraz EMI.

Adaptery PoE z dodatkowymi funkcjami - większa dostępność systemu w połączeniu z krótszymi czasami instalacji
Ilustracja tytułowa: Adaptery PoE zapewniają przepływ danych i zasilania do urządzeń Ethernet za pośrednictwem wspólnego kabla

Niezależny od producenta standard IEEE, Power over Ethernet (PoE), zyskuje popularność w zastosowaniach w przemyśle już od ponad dziesięciu lat. Dzięki technologii PoE można znacznie zmniejszyć nakłady czasu i materiałów poświęcane na okablowanie. Ponadto tworzenie sieci staje są bardziej elastyczne, a usprawnione okablowanie PoE obniża koszty instalacji. Rozproszone urządzenia sieciowe, znajdujące się na przykład poza budynkami, wymagają tylko jednego kabla do transmisji danych i mocy. Wśród podłączanych w ten sposób urządzeń znajdują się punkty dostępu, kontrola dostępu i aplikacje z zastosowaniem kamer monitoringu, do których przywiązuje się coraz większe znaczenie. Idealny do zasilania telefonów Voice over IP (VoIP), Power over Ethernet już dawno sprawdził się w sektorze biurowym.

Technologia PoE wyróżnia się tym, że zasilanie urządzeń odbywa się za pomocą kabla do transmisji danych. Moc wymagana do tego celu jest elektrycznie uzgadniana pomiędzy odbiornikiem – urządzeniem zasilanym (PD) – a dostawcą – urządzeniem do pozyskiwania energii (PSE). Napięcie zasilania jest wówczas dostarczane z prędkością transmisji do 100 Mb/s (tryb B) poprzez nieużywane przewody ośmioprzewodowego okablowania. Alternatywnie, tak zwana moc fantomowa o maksymalnej przepływności 1 Gb/s może być aktywowana w modulowany sposób za pomocą kabli danych (tryb A). Tryb zostanie ustalony pomiędzy urządzeniami, ale w razie potrzeby jego ustawienie można również ustawić za pomocą przełączników DIP. PSE może składać się z wieloportowego przełącznika PoE lub adaptera PoE jako samodzielnego rozwiązania.

WEWNĘTRZNY ZASILACZ Z IZOLACJĄ ELEKTRYCZNĄ

Phoenix Contact prezentuje adaptery PoE dla różnych klas wydajności. Przy zasilaniu do 30 W urządzenia te spełniają standardy IEEE 802.3af (15,4 W) i 802.3at (30 W). Wprowadzany standard IEEE 802.3bt też będzie musiał zostać spełniony, lecz adaptery PoE zostały zaprojektowane w taki sposób, aby sprostać również przyszłym wymaganiom (jako opcja). Na przykład komponenty o mocy 60 W pozwalają na zasilanie wydajnych kamer PTZ (pan/tilt/zoom), które często mają wbudowane ogrzewanie podczerwienią, aby uniknąć zamglenia powierzchni szkła. W tym celu potrzeba więcej mocy niż w istniejącym standardzie PoE IEEE 802.3 do 30 watów.

Poza różnymi klasami mocy sięgającymi do 60 watów, adaptery PoE charakteryzują się szerokim zakresem temperatur pracy od –40°C do 75°C, zapewniając dla nich bardzo szerokie zastosowanie. Elastyczność w zakresie zasilania urządzenia jest zapewniona dzięki redundantnemu zakresowi napięcia wejściowego od 18 do 57 VDC. Możliwe jest zatem stosowanie zasilaczy 24 i 48 VDC. Wewnętrzna jednostka zasilająca zapewnia izolację galwaniczną w celu uniknięcia zwarć na kablu zasilającym PoE. Chroni to adapter PoE, jak również poprzedzające jednostki zasilające i inne elementy w segmencie zasilania przed uszkodzeniem z powodu zwarcia między przewodami danych PoE a ekranem kabla, co skutkuje znacznymi oszczędnościami. Nie wspominając już o tym, że stosowanie elektrycznie izolowanych zasilaczy jest obowiązkowe w wielu zastosowaniach.

ZINTEGROWANA OCHRONA PRZED NAPIĘCIAMI SPRZĘŻONYMI

Po raz pierwszy adaptery PoE są wyposażone w opcjonalne zintegrowane zabezpieczenie przeciwprzepięciowe. Wynika to z faktu, że interfejsy Ethernet działają z niskimi poziomami sygnału przy wysokich częstotliwościach. W rezultacie są one szczególnie wrażliwe na napięcia udarowe, które mogą doprowadzić do zniszczenia drogich elementów sieci. Zwłaszcza w przypadku okablowania w kilku budynkach lub szafach sterowniczych sprzężenie napięć może mieć negatywny wpływ na urządzenia. Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe zintegrowane z adapterami spełnia wymagania normy DIN EN 61643-21, IEC test C2. Port PoE po stronie obiektu jest przeznaczony do stosowania jako interfejs ochrony przed przepięciami. Rozwiązanie to chroni wszystkie osiem ścieżek sygnałowych.

 
Fot. 1 Zwiększenie dostępności systemu dzięki zintegrowanemu zabezpieczeniu przeciwprzepięciowemu i monitorowaniu prądu ekranu

Adaptery PoE przekonują również dzięki opatentowanemu monitorowaniu prądu przepływającego w ekranie. Jeśli instalacja charakteryzuje się różnymi potencjałami odniesienia, może to spowodować przepływ prądów wyrównawczych przez ekranowanie kabli. Może to spowodować uszkodzenie drogiego sprzętu i doprowadzić do przestoju całego procesu produkcyjnego. Aby temu przeciwdziałać, adaptery PoE INJ 2000 oferują proste opcje diagnostyczne. Istniejące prądy wyrównawcze lub prądy sprzężone na kablu PoE są mierzone i wskazywane za pomocą diody LED. Dioda LED świeci na czerwono, jeśli prąd ekranu kabla przekracza 30 mA. Wskazuje to użytkownikowi na ogólny problem związany z uziemieniem w całej jego instalacji. Poszczególne szafy sterownicze lub części budynku mogły zostać nieprawidłowo podłączone pod względem ich potencjałów lub nadal istnieje wysokie ryzyko wpływu elektromagnetycznego na kabel podczas instalacji (fot. 1).

ZINTEGROWANY PANEL KROSOWY DLA RÓŻNYCH TECHNOLOGII POŁĄCZEŃ

Dodatkowo adaptery PoE oferują po raz pierwszy zintegrowaną funkcję panelu krosowego. Oprócz powszechnie używanego gniazda RJ-45 dla obu portów Ethernet, zapewnione są technologie zacisków w celu podłączenia kabla obiektowego PoE. Dzięki łatwemu podłączeniu kabla do panelu krosowego można obejść się bez złożonej, wymagającej specjalnych narzędzi, instalacji złącza RJ-45. Podobnie nie jest już konieczne umieszczanie oddzielnego panelu krosowego za pomocą krosowego kabla połączeniowego. Oszczędza to koszty i przestrzeń na szynie DIN.

 
Fot. 2 Adaptery PoE są dostępne z połączeniami RJ- 45, śrubowym, Push- in i szybkozłączkami IDC

Jak już wspomniano, adaptery PoE obsługują różne technologie połączeniowe, spełniając w ten sposób indywidualne wymagania użytkowników. Łatwy, szybki i bezpieczny proces instalacji pozwala na zredukowanie czasu nawet o 60%, co czyni instalację bardzo ekonomiczną. W zależności od zastosowanej wersji okablowanie obiektowe PoE jest podłączane do zacisków sprężynowych, śrubowych, Push-in lub IDC. Blok zacisków Push- in pozwala na wygodniejsze połączenie w porównaniu do powszechnie stosowanej technologii połączeń śrubowych. Jednak największe oszczędności czasu uzyskano dzięki technologii szybkozłączek IDC. Dzięki tej technologii z przesunięciem izolacji nie trzeba już usuwać izolacji z pojedynczych przewodów; zamiast tego są one po prostu wstawiane do gniazd. Blok zacisków jest następnie zamykany palcem. Kod koloru wydrukowany na spodzie otwartej pokrywy umożliwia podłączenie przewodów zgodnie z TIA 568A, TIA 568B i PROFINET. Ponadto do oznaczenia prawidłowej długości osłony izolacji kabla służy znak linii.

Po podłączeniu pokrywa na zawiasy zostaje zamknięta. Obejmuje ona przestrzeń okablowania po stronie kabla obiektowego z zaciskami bloku złączy a stykiem ekranu kabla, nadając w ten sposób instalacji jednolity wygląd. Poza tym aspektem wizualnym wrażliwe przewody połączeniowe są chronione przed wpływami zewnętrznymi (fot. 2).

Nowy panel krosowy Ethernet do szybkiego okablowania

 
Fot. 4 Panele krosowe ułatwiają tworzenie okablowania i oszczędzają dużo czasu podczas instalacji

Technologie połączeń i mechanizmy ochronne adapterów PoE są również stosowane w ośmiu nowych panelach krosowych Ethernet firmy Phoenix Contact dostępnych w dwóch grupach funkcyjnych. Pasywne panele przyłączeniowe umożliwiają szybkie i łatwe połączenie okablowania obiektowego i szafy sterowniczej. Oprócz standardowych modułów o zwartej konstrukcji, nowe panele krosowe oferują zintegrowaną ochronę przeciwprzepięciową. Zabezpiecza ona podłączone urządzenia peryferyjne i zapewnia wysoki stopień dostępności systemu. Dotyczy to również dodatkowego monitorowania prądu ekranu, ponieważ problemy z uziemieniem są sygnalizowane za pomocą diody LED. Różne technologie połączeń (np. IDC, śrubowe i Push-in) ułatwiają podłączenie kabla obiektowego. Wraz z zapewnieniem zabezpieczenia przed odkształceniami, podłączenie ekranu kabla jest szybkie i beznarzędziowe, co oszczędza dużo czasu (fot. 4)

OPATENTOWANY STYK EKRANU KABLA Z OCHRONĄ PRZED ODKSZTAŁCENIAMI

 
Fot. 3 Ekran kabla można łatwo podłączyć
bez narzędzi, zapewniając jednocześnie
ochronę przed odkształceniami

Adaptery PoE IN 2000 z funkcją panelu krosowego oferują również nowy rodzaj łączenia ekranu kabla. Ekran kabla można podłączyć bez narzędzi, zapewniając jednocześnie ochronę przed odkształceniami. Sprężyna stykowa ekranu dociska kabel z plecionym ekranem zagiętym w kierunku osłony kabla na powierzchnię styku usytuowaną bezpośrednio na ścieżce przewodzącej płytki drukowanej. W tym celu kabel umieszcza się w gnieździe, a blaszkę sprężyny dociska palcem, aż zatrzaśnie się na swoim miejscu w obudowie. W ten sposób ekran kabla pokrywa dużą powierzchnię, a ochrona przed odkształceniem kabla osiąga wartość do 50 N. Aby zwolnić połączenie, blokadę wystarczy podważyć za pomocą śrubokręta. Jeśli po podłączeniu kabla użytkownik zamknie osłonę obudowy, używając niewielkiego nacisku, styk ekranu nie otworzy się nawet podczas ekstremalnych wibracji. Ekran jest bezpiecznie i bezpośrednio podłączony do potencjału masy poprzez szynę DIN. W ten sposób można rozładować wszystkie zakłócenia występujące na ekranowaniu kabli (fot. 3).

PODSUMOWANIE

Adaptery PoE firmy Phoenix Contact zapewniają przesył danych i zasilania aż do 60 watów do urządzeń obiektowych za pomocą tylko jednego kabla. Nowe funkcje, takie jak zintegrowane zabezpieczenie przeciwprzepięciowe i monitorowanie prądu ekranu, zapewniają bezproblemowe działanie aplikacji, a wbudowany panel krosowy zmniejsza koszty instalacji i oszczędza miejsce w szafie sterowniczej. Dzięki szerokiemu zakresowi temperatury roboczej i dużej szybkości transmisji do 1 Gb/s, urządzenia te idealnie nadają się do zasilania kamer monitorujących.

Bernd Rosenbaum, Kamil Wachowicz
Phoenix Contact

Zobacz również