Hoe de elektrische parameters van veldbuskabels worden gedefinieerd door het protocol en waarom ze niet vrijelijk kunnen worden vervangen
Veldbuskabels zijn geen generieke signaalkabels met een veldbuslabel - elk belangrijk veldbusprotocol definieert een nauwkeurige elektrische specificatie voor de fysieke laagkabel, en de karakteristieke impedantie van de kabel, de capaciteit per lengte-eenheid en verzwakking bij de signaalfrequentie zijn belastende parameters in het transmissiemodel van het protocol. Het vervangen van een kabel die niet aan deze parameters voldoet, verandert het signaalreflectiegedrag, de maximale lengte van het netwerksegment en, in sommige protocollen, het toegestane aantal aangesloten apparaten – vaak zonder enige onmiddellijk voor de hand liggende fout, maar met verminderde ruismarges die zich manifesteren als intermitterende communicatiefouten onder elektrische storingsomstandigheden.
PROFIBUS DP, de meest gebruikte veldbus in proces- en fabrieksautomatisering, definieert de fysieke laagkabel in IEC 61158-2 en de PROFIBUS-PA-specificatie. De standaardkabel (type A) heeft een karakteristieke impedantie van 135–165 Ω bij frequenties boven 100 kHz, een capaciteit van minder dan 30 pF/m, een lusweerstand van minder dan 110 Ω/km en een demping van minder dan 3 dB/100 m bij 100 kHz. Deze parameters zijn onderling afhankelijk: een kabel met de juiste impedantie maar een overmatige capaciteit zal reflecties op knooppuntverbindingen correct beëindigen, maar zal overmatige signaalverslechtering veroorzaken op lange segmenten, waardoor de effectieve maximale segmentlengte wordt teruggebracht tot onder de 1.200 m gespecificeerd in de norm. Een kabel met de juiste capaciteit maar een lage impedantie zal reflecties veroorzaken bij elke passieve stubverbinding die op het datasignaal wordt gesuperponeerd, waardoor het foutenpercentage toeneemt, vooral bij de maximale baudsnelheid van 12 Mbps.
De reden dat de karakteristieke impedantie zo nauwkeurig wordt gespecificeerd voor veldbuskabels heeft te maken met steekverbindingen. In een PROFIBUS- of ApparaatNet-segment worden apparaten aangesloten via korte steeklijnen die aftakken van de hoofdleiding bus kabel . Op elk steekverbindingspunt ziet de buskabel een parallelle impedantie-discontinuïteit. Als de impedantie van de buskabel binnen de specificatie ligt, is de door de stub gecreëerde discontinuïteit klein en ligt de gereflecteerde signaalamplitude onder de ruisdrempel van de ontvangers. Als de impedantie van de buskabel 20% onder de specificatie ligt – wat kan gebeuren als een goedkope, niet-gespecificeerde kabel wordt vervangen – neemt de gereflecteerde amplitude bij elke stub proportioneel toe, en met de maximale 32 apparaten per PROFIBUS-segment kan de cumulatieve gereflecteerde energie bitfouten produceren bij 12 Mbps die niet verschijnen bij 1,5 Mbps, waardoor baudsnelheidsafhankelijke problemen met de communicatiebetrouwbaarheid ontstaan die uiterst moeilijk te diagnosticeren zijn zonder een busanalysator en impedantiemeetapparatuur.
Specificaties van fysieke laagkabels voor de belangrijkste veldbusprotocollen
Elk belangrijk veldbusprotocol heeft een afzonderlijke fysieke laagspecificatie die de kabelconstructie definieert die nodig is voor conforme installaties. Het gebruik van het verkeerde kabeltype – zelfs als het er visueel hetzelfde uitziet – zal resulteren in een niet-conforme installatie die de initiële inbedrijfstelling bij korte segmentlengtes kan doorstaan, maar faalt bij de maximaal gespecificeerde netwerkomvang of onder de slechtste geluidsomstandigheden.
| Protocol | Impedantie (Ω) | Maximale capaciteit (pF/m) | Maximale segmentlengte | Kabeltype |
| PROFIBUS DP (12 Mbps) | 135–165 | 30 | 100 m @ 12 Mbps; 1.200 m @ 9,6 kbps | Afgeschermd getwist paar (Type A) |
| PROFIBUS PA | 100 | — | 1.900 m (type A); 900 m (Type B) | Afgeschermd getwist paar, voldoet aan IEC 61158-2 |
| DeviceNet | 120 ± 10% | — | 500 m (dik); 100 m (dun) | Dikke/dunne kabel met geïntegreerde stroomgeleiders |
| KANopen | 108–132 | — | 40 m @ 1 Mbps; 5.000 m @ 10 kbps | Afgeschermd getwist paar, ISO 11898-2 |
| Stichting Veldbus H1 | 100 | — | 1.900 m (Type A) | Afgeschermd getwist paar, voldoet aan IEC 61158-2 |
| HART (4–20 mA-overlay) | — | — | 3.000 m (typische lusweerstandslimiet) | Afgeschermd gedraaid paar; lusweerstand kritisch |
| EtherCAT / PROFINET RT | 100 ± 15% | — | 100 m per segment | Industrieel Ethernet Cat5e/Cat6 (IEC 61784-5) |
De hierboven genoemde segmentlengtelimieten zijn niet alleen kabellengtelimieten; ze vertegenwoordigen de maximale totale elektrische padlengte waarbinnen aan alle signaalreflecties, voortplantingsvertragingsbudgetten en verzwakkingslimieten tegelijkertijd kan worden voldaan. Voor protocollen met baudsnelheid-afhankelijke segmentlengtes (PROFIBUS DP, CANopen) worden de limieten bij hoge baudsnelheden bepaald door voortplantingsvertraging - de signaalvoortplantingstijd van het ene uiteinde van het segment naar het andere moet korter zijn dan de bitperiode van het protocol. Bij 12 Mbps PROFIBUS DP is één bitperiode ongeveer 83 ns, en de signaalvoortplanting in een kabel met een voortplantingssnelheid (VOP) van 66% van de lichtsnelheid bestrijkt ongeveer 8 meter per nanoseconde – waardoor er zeer weinig marge overblijft voor lange segmenten. Bij lagere baudsnelheden is de bitperiode lang genoeg zodat voortplantingsvertraging niet langer de beperkende factor is, en in plaats daarvan verzwakking de segmentlengtebeperkende parameter wordt.
De rol van de voortplantingssnelheid bij de timing van veldbusnetwerken en hoe de kabelconstructie hierop van invloed is
Voortplantingssnelheid (VOP) – de snelheid waarmee een signaal door een kabel reist, uitgedrukt als een percentage van de lichtsnelheid in vacuüm – is een fundamentele parameter voor snelle veldbusprotocollen waarbij voortplantingsvertraging de maximale segmentlengte bepaalt. VOP wordt volledig bepaald door de diëlektrische constante van het isolatiemateriaal: VOP = 1/√εr × 100%, waarbij εr de relatieve diëlektrische constante van de isolatie is. Een kabel met een polyethyleen isolatie (εr ≈ 2,3) heeft een VOP van ongeveer 66%; een kabel met PVC-isolatie (εr ≈ 3,5–4,5) heeft een VOP van ongeveer 47–53%. Voor een protocol met een voortplantingsvertragingsbudget van 500 ns bedraagt de maximale kabellengte met PE-isolatie 500 ns × 0,66 × 3×10⁸ m/s = circa 99 meter; dezelfde kabel met PVC-isolatie laat slechts 71 meter door – een reductie van 28% in de maximale segmentlengte alleen al door de keuze van het isolatiemateriaal.
Deze relatie verklaart waarom veldbuskabelspecificaties voor hogesnelheidsprotocollen consequent polyethyleen of geschuimde PE-isolatie vereisen in plaats van PVC, en waarom het vervangen van een PVC-geïsoleerde twisted pair-kabel die lijkt te voldoen aan de impedantiespecificatie nog steeds een niet-conforme installatie zal opleveren bij maximale segmentlengtes. De voortplantingssnelheid heeft ook invloed op de karakteristieke impedantie van de kabel: aangezien Z₀ = √(L/C) waarbij L de inductantie per lengte-eenheid is en C de capaciteit per lengte-eenheid is, en aangezien een hogere εr C verhoogt terwijl L ongeveer constant blijft, produceert een hogere diëlektrische constante isolatie een lagere karakteristieke impedantie en een lagere VOP. Een kabel bedoeld voor 120 Ω (DeviceNet)-specificatie met PE-isolatie kan niet worden vervangen door een kabel met dezelfde fysieke afmetingen maar PVC-isolatie zonder dat de impedantie onder de specificatie valt - wat verder illustreert waarom isolatiemateriaal en impedantie onafscheidelijke specificaties zijn voor veldbuskabels.
Voor industriële veldbusnetwerken waar verschillende segmenten kabels van verschillende fabrikanten kunnen gebruiken (een veel voorkomende situatie bij retrofit-installaties), zorgt VOP-inconsistentie tussen kabelsegmenten voor timingafwijkingen. Twee segmenten met nominaal identieke specificaties van verschillende fabrikanten met VOP-waarden van respectievelijk 66% en 60% introduceren een voortplantingsvertragingsverschil van 10% dat zich manifesteert als timingjitter tussen de segmenten. In tijdgevoelige protocollen zoals EtherCAT en PROFINET IRT (isochrone realtime), die gedistribueerde klokken over het netwerk tot op de microseconde nauwkeurig synchroniseren, draagt VOP-variatie tussen kabelsegmenten bij aan een systematische timing-offset die tijdens de inbedrijfstelling door de netwerkmaster moet worden gecompenseerd. Protocollen die cyclustijdnauwkeurigheid van minder dan een microseconde over 20 of meer segmenten vereisen, kunnen geen hoge VOP-variatie tolereren zonder klokcompensatiemechanismen in de netwerkmaster.
DeviceNet-kabel: waarom stroom- en signaalintegratie in één enkele buskabel unieke specificatie-uitdagingen creëert
DeviceNet onderscheidt zich van de belangrijkste industriële veldbusprotocollen door de integratie van zowel 24V DC-apparaatvoeding als CAN-gebaseerde datasignalering binnen één enkele kabel. De dikke kabel (standaard trunkkabel) bevat vijf geleiders: een CAN_H en CAN_L differentieel signaalpaar (doorgaans 18 AWG), een voedingspaar (doorgaans 15 AWG voor de dikke kabel) en een aarddraad. Deze multifunctionele architectuur vereenvoudigt de installatie door het elimineren van afzonderlijke voedingskabels naar veldapparatuur, maar creëert specificatie-uitdagingen die niet bestaan voor veldbuskabels met alleen signaal.
De stroomgeleiders in een DeviceNet-kabel transporteren een DC-belastingsstroom die 8A kan bereiken op de hoofdkabel, waardoor I²R-warmte wordt gegenereerd die de temperatuur verhoogt van het signaalpaar dat de kabeldoorsnede deelt. Bij koperen geleiders van 8A tot en met 15 AWG produceert de DC-weerstand van 100 meter hoofdkabel ongeveer 2,5 W aan warmte per geleider – genoeg om de binnentemperatuur van de kabel enkele graden boven de omgevingstemperatuur te verhogen in een kabelgootinstallatie met beperkte warmteafvoer. Deze temperatuurstijging beïnvloedt de karakteristieke impedantie van het signaalpaar door thermische uitzetting van de isolatie, verhoogt het diëlektrische verlies van de isolatie en versnelt de veroudering van de mantelverbinding. DeviceNet-specificaties beperken de maximale stroom in de trunkkabel niet alleen op basis van de isolatiewaarde van de stroomgeleider, maar ook op basis van het gecombineerde thermische effect op de prestaties van het signaalpaar - een overweging die verdwijnt bij alleen-signaalkabels waar geen stroomgeleiders zijn die warmte genereren.
Spanningsval op de stroomgeleiders is een tweede beperking die de lengte van het DeviceNet-segment beperkt, onafhankelijk van de signaaloverdrachtlimiet. DeviceNet-apparaten hebben een voedingsspanning nodig binnen een gedefinieerd bereik (11–25V) op de apparaatterminal; de 24V-voeding op de stroomkraan mag op het meest afgelegen apparaat niet onder de 11V komen. Voor een trunkstroom van 6A over 100 meter dikke trunkkabel (15 AWG, lusweerstand ongeveer 0,22 Ω/m), bedraagt de spanningsval 6A × 0,22 Ω/m × 100m × 2 (toevoer en retour) = 26,4 V – ruimschoots meer dan de beschikbare voedingsspanning. In de praktijk zijn stroomaftakkingen die op intervallen langs het hoofdsegment zijn geplaatst, gecombineerd met een zorgvuldige berekening van het maximale stroomverbruik van het apparaat per segmentsectie, nodig om de spanning bij alle apparaatdalingen binnen de specificaties te houden. Leveranciers van veldbuskabels die DeviceNet-kabels leveren, moeten niet alleen de signaalparameters (impedantie, capaciteit) opgeven, maar ook de weerstand van de stroomgeleider per lengte-eenheid en de temperatuurderating-curven voor zowel signaal- als stroomgeleiders bij verhoogde omgevingstemperaturen.
Afschermingsaarding bij veldbuskabelinstallaties en waarom onjuiste aarding meer problemen veroorzaakt dan geen afscherming
Veldbuskabelafschermingen behoren tot de meest verkeerd toegepaste componenten in industriële automatiseringsinstallaties. Het doel van de afscherming is om een pad met lage impedantie te bieden voor common-mode stoorstromen, waardoor wordt voorkomen dat deze als differentiële ruis het signaalpaar binnenkomen. Om dit te bereiken moet de afscherming worden geaard op een manier die dit pad biedt en tegelijkertijd wordt voorkomen dat aardpotentiaalverschillen tussen aardingspunten stromen door de afscherming sturen - stromen die als common-mode-ruis op het signaal overlappen en de betrouwbaarheid van de communicatie aantasten. De spanning tussen deze twee vereisten (het aarden van de afscherming om ruis af te leiden, maar het vermijden van aardlussen die ruis injecteren) wordt verschillend opgelost, afhankelijk van het protocol en de specifieke geluidsomgeving.
Voor PROFIBUS DP is de standaardaanbeveling eenpuntsaarding van de kabelafscherming aan het uiteinde van het bedieningspaneel van elk segment, waarbij de veldeindafscherming zwevend blijft of is aangesloten via een aardingscondensator met hoge impedantie. Deze opstelling voorkomt dat aardlusstromen van 50 Hz door de afscherming stromen – de dominante bron van laagfrequente ruis in de meeste fabrieken – terwijl toch hoogfrequente EMI-bescherming wordt geboden omdat de capacitieve aardverbinding aan het velduiteinde een lage impedantie vertoont bij frequenties boven het frequentiebereik van de aardlus. In de praktijk aarden veel installaties de afscherming aan beide uiteinden, wat correct werkt als alle apparatuur in het segment hetzelfde aardpotentiaal deelt. In grote installaties waar het aardingsnetpotentiaal tussen een controlekamer en een verre veldaansluitdoos 1-5 V kan verschillen bij 50 Hz, drijft de aarding aan beide uiteinden aanzienlijke stromen van 50 Hz door de afscherming, en het magnetische veld van deze stromen veroorzaakt differentiële ruis in het signaalpaar - precies de interferentie die de afscherming moest voorkomen.
Voor PROFIBUS PA en Foundation Fieldbus H1, die zijn ontworpen voor gebruik in gevaarlijke gebieden (Zone 1 en Zone 0) onder ATEX- en IECEx-voorschriften, moet de aarding van de afscherming tegelijkertijd voldoen aan zowel EMC- als intrinsieke veiligheidsvereisten. In intrinsiek veilige installaties mag de afscherming slechts op één punt worden geaard – het veilige gebied – en moet de veldeindafscherming met ten minste 1 MΩ van aarde worden geïsoleerd om te voorkomen dat de afscherming een aardfoutpad vormt dat de energielimieten van de intrinsiek veilige barrière zou kunnen overschrijden. Deze aardingsbeperking is niet onderhandelbaar onder de IS-regelgeving; Afschermingsaarding aan beide uiteinden op een PROFIBUS PA-segment in een explosiegevaarlijke omgeving maakt de intrinsieke veiligheidscertificering van de installatie ongeldig, ongeacht of de aarding van het schild een functioneel EMC-probleem veroorzaakt.
Industriële Ethernet-veldbusprotocollen (EtherCAT, PROFINET) die Cat5e- of Cat6-kabels gebruiken, hebben hun eigen afschermingsvereisten. De standaard gestructureerde bekabelingspraktijk specificeert een 360°-afscherming aan beide uiteinden met behulp van EMC-gecertificeerde RJ45-connectoren of ronde M12-connectoren in industriële omgevingen. Omdat Ethernet gebruik maakt van transformator-gekoppelde interfaces die inherent common-mode interferentie bij de ontvanger afwijzen, is de filosofie van de schildaarding voor Industrieel Ethernet minder kritisch dan voor op RS-485 gebaseerde veldbussen - maar de mechanische kwaliteit van de afscherming bij de connector blijft belangrijk, aangezien schildverbindingen met hoge impedantie (pigtail-drain-draden) het mogelijk maken dat stroomretourpaden van de afscherming zich bij hoge frequentie ontwikkelen, waardoor de EMC-prestaties van de kabel boven 100 MHz afnemen.
Veldbuskabelafsluitweerstanden: waarom ze nodig zijn en hoe onjuiste waarden netwerkinstabiliteit veroorzaken
Busafsluitweerstanden zijn een verplicht onderdeel van elke RS-485-gebaseerde veldbusinstallatie – inclusief PROFIBUS DP, CANopen en DeviceNet – en toch behoren ze tot de meest onjuist toegepaste of weggelaten elementen bij het oplossen van problemen met veldbusnetwerken. Hun functie is het absorberen van de energie van signalen die het einde bereiken van de bus kabel en voorkomen dat signaalreflecties zich terugplanten naar de signaalbron. Inzicht in de fysica van beëindiging verklaart waarom onjuiste weerstandswaarden (of meerdere weerstanden toegepast op niet-eindpuntlocaties) destructief zijn voor de bussignaalintegriteit.
Wanneer een signaal zich langs een transmissielijn voortplant en een impedantiediscontinuïteit bereikt, wordt een gereflecteerde golf gegenereerd met een amplitude die evenredig is met de reflectiecoëfficiënt Γ = (Z_load − Z₀) / (Z_load Z₀). Bij een open circuit beëindiging (Z_load → ∞), Γ = 1 en de gereflecteerde golf heeft dezelfde polariteit en volledige amplitude als de invallende golf. Bij het beëindigen van een kortsluiting is Γ = −1 en heeft de gereflecteerde golf een gelijke amplitude maar tegengestelde polariteit. Een afsluitweerstand gelijk aan de karakteristieke impedantie van de kabel (Z_load = Z₀) produceert Γ = 0 — geen reflectie. Voor PROFIBUS DP met Z₀ = 150 Ω is de afsluitweerstand gespecificeerd op 150 Ω. Voor DeviceNet met Z₀ = 120 Ω zijn de afsluitweerstanden 120 Ω. Voor CANopen (ook ISO 11898 fysieke laag) is de afsluiting 120 Ω aan elk uiteinde van de hoofdbus.
De gevolgen van onjuiste afsluitwaarden zijn signaalniveauspecifiek. Een afsluitweerstand die 20% onder de specificatie ligt (120 Ω in plaats van 150 Ω op PROFIBUS) creëert een reflectiecoëfficiënt van Γ = (120−150)/(120 150) = −0,11, waardoor een gereflecteerde golf ontstaat met 11% van de invallende amplitude die op het signaal wordt gesuperponeerd op alle knooppunten tussen de terminator en de signaalbron. Voor een PROFIBUS DP-signaal met een differentiële amplitude van 5 V voegt de reflectie van 11% een verstoring van 0,55 V toe die bij elk knooppunt één retourvertragingstijd na de oorspronkelijke signaalflank arriveert. Bij 12 Mbps ligt deze vertraging binnen de bitperiode voor lange segmenten, waardoor de gereflecteerde randverstoring optreedt tijdens het bemonsteringsvenster van stroomafwaartse ontvangers en de bitfoutenkans toeneemt. Het volledig weglaten van de afsluiting (open circuit) levert reflecties op volledige amplitude op die groot genoeg kunnen zijn om de logische drempel van stroomafwaartse ontvangers te overschrijden, waardoor een volledige communicatiefout ontstaat bij hoge baudsnelheden, zelfs op korte segmenten.
Een vaak verkeerd begrepen regel is dat afsluitweerstanden alleen op de twee fysieke eindpunten van de hoofdbuskabel mogen worden geïnstalleerd – nooit op tussenaftakkingen, stijgverbindingen of T-verbindingspunten. Door een afsluitweerstand op een tussenliggende uitloper te installeren, wordt op dat punt een parallelle impedantie met aarde geïntroduceerd, waardoor de effectieve busimpedantie wordt verminderd en bij elke signaalovergang een reflectie wordt gegenereerd, ongeacht de weerstandswaarde. PROFIBUS-repeaters, die het signaal regenereren en een nieuw bussegment tot stand brengen, moeten worden behandeld als een segmenteindpunt in termen van beëindiging - elke kant van de repeater is een afzonderlijk segment met zijn eigen paar afsluitweerstanden op de segmenteindpunten.
Milieu- en mechanische specificaties voor veldbuskabels in zware industriële installaties
Standaard veldbuskabels die zijn ontworpen voor paneelbedrading en licht-industriële omgevingen zijn niet geschikt voor installatie in veeleisende procesinstallatieomgevingen zonder expliciete verificatie van de milieuclassificatie. Olieraffinaderijen, chemische fabrieken, voedselverwerkingsfaciliteiten, buitenstations en machines met hoge trillingen of continue kabelbewegingen leggen mechanische en chemische spanningen op die standaard veldbuskabelmantels en isolatiematerialen niet kunnen weerstaan gedurende de verwachte levensduur van 15 tot 25 jaar van de procescontrole-infrastructuur. Het selecteren van veldbuskabels met de juiste omgevingsspecificaties voor de installatieomstandigheden is net zo belangrijk als het selecteren van de juiste elektrische specificatie.
Vereisten voor chemische weerstand
Omgevingen van procesinstallaties stellen veldbuskabels bloot aan koolwaterstoffen (oliën, brandstoffen, aromatische oplosmiddelen), alkalische reinigingsmiddelen, zuren en stoom, die elk specifieke mantelmaterialen met verschillende snelheden afbreken. Standaard PVC-mantels zijn goed bestand tegen alifatische koolwaterstoffen (minerale oliën, diesel), maar zwellen aanzienlijk op in aromatische oplosmiddelen (tolueen, xyleen) en worden aangetast door geconcentreerde zuren en alkaliën. Polyurethaan (PUR) mantels bieden uitstekende weerstand tegen oliën en brandstoffen, uitstekende slijtvastheid en goede flexibiliteit bij lage temperaturen, waardoor ze het voorkeursmantelmateriaal zijn voor veldbuskabels in werktuigmachine- en machinebouwomgevingen waar snijvloeistoffen, hydraulische oliën en koelvloeistoffen aanwezig zijn. PUR is echter gevoelig voor hydrolyse in omgevingen met een hoge luchtvochtigheid en hoge temperaturen; een veldbuskabel met PUR-mantel die in een met stoom gereinigde voedselverwerkingsruimte wordt geïnstalleerd, kan worden afgebroken door hydrolytische ketensplitsing van de urethaanbinding, waardoor de mantel na 3 tot 5 jaar barst. Voor stoomreinige omgevingen zijn verknoopte mantelverbindingen op PE- of polypropyleenbasis met aangetoonde hydrolysebestendigheid geschikter, ondanks hun lagere slijtvastheid vergeleken met PUR.
Mechanische duurzaamheid bij bewegende kabeltoepassingen
Veldbuskabels die in robotarmen, sleepkettingen of andere continu bewegende machines zijn geïnstalleerd, moeten hun elektrische parameters behouden – met name de karakteristieke impedantie en signaalpaarcapaciteitsbalans – gedurende de mechanische levensduur van de kabel. Impedantieveranderingen veroorzaakt door geleidermigratie (kernen die van positie binnen de mantel verschuiven bij herhaaldelijk buigen) veranderen de busafsluitingsomstandigheden en kunnen ervoor zorgen dat een netwerk dat voorheen aan de eisen voldeed, reflecties en communicatiefouten ontwikkelt na langdurig gebruik. Veldbuskabels die zijn gespecificeerd voor toepassingen met continue buiging maken gebruik van fijndradige geleiders van klasse 6, thermoplastisch elastomeer (TPE) of PUR-mantels, en strenggeometrieën met centrale vulstoffen die kernmigratie voorkomen. De minimale buigradius voor continue buigtoepassingen is doorgaans 7,5–10× de buitendiameter van de kabel, vergeleken met 4× voor vaste installatie. Het overschrijden van de buigradius bij vaste installatie in een sleepketting zal ervoor zorgen dat de mantel splijt en dat de kernen van positie veranderen binnen 1 à 3 miljoen buigcycli, veel minder dan de 10 miljoen cycli die worden verwacht voor industriële sleepkettingtoepassingen.
Bescherming tegen binnendringing en buiteninstallatie
Veldbuskabels die buitenshuis of in natte industriële omgevingen worden geïnstalleerd, moeten een hogere classificatie voor blootstelling aan wateronderdompeling hebben dan de IP67- of IP68-classificatie van de aangesloten apparatuur. De buitenmantel van de kabel moet zijn integriteit behouden bij blootstelling aan UV-straling, regen, temperatuurwisselingen van –40°C tot 90°C en ozonconcentraties die boven de achtergrond stijgen op locaties in de buurt van elektrische ontladingsapparatuur. UV-gestabiliseerde zwarte polyethyleen mantels met een gedefinieerd gehalte aan UV-stabilisatoren (doorgaans HALS van 0,2–0,5% per gewicht gecombineerd met carbon black van 2–3%) zorgen voor voldoende stabiliteit buitenshuis voor een levensduur van 20 jaar. Het kritische installatiepunt is dat de UV-bestendigheid van de kabel buitenshuis afhankelijk is van de integriteit van de mantel; elke oppervlakteschade door slijtage, aantasting door knaagdieren of installatiespanning waardoor de onderliggende isolatie bloot komt te liggen, vernietigt de UV-bescherming op die locatie en veroorzaakt een snelle fotodegradatie. Buitenveldbuskabels in installaties met een risico op mechanische schade moeten een beschermende buitenlaag van staaltape of gegolfd staalpantser onder de mantel hebben om door contact veroorzaakte schade aan de mantel te voorkomen.












