Instrumentointikaapeli on rakennettu suojaamaan matalan tason signaaleja melulta; ohjauskaapeli on rakennettu kytkemään virran luotettavasti toimilaitteille, releille ja moottorin käynnistimille. Nämä kaksi asennetaan usein vierekkäin samaan tilaan, mutta niillä on pohjimmiltaan erilaisia sähköisiä tarkoituksia, mikä näkyy niiden rakenteessa – instrumentointikaapeli asettaa etusijalle suojauksen ja kierretyn parin kohinanpoiston, kun taas ohjauskaapelissa etusijalla on kytkentävirtaa varten mitoitettu johdinmitta ja ohjattavalle jännitteelle mitoitettu eristys.
Ohjauskaapeli kuljettaa tyypillisesti suurempaa virtaa korkeammalla jännitteellä kuin instrumentointikaapeli, ja vaikka joissakin ohjauskaapeleissa on suojaus meluherkkiin sovelluksiin, suojaus ei ole määrittävä ominaisuus, kuten instrumentointikaapelissa. Näiden kahden sekoittaminen spesifikaatiossa – esimerkiksi herkän analogisen signaalipiirin ohjauskaapelin avulla – johtaa yleensä signaalikohinaan ja mittausvirheisiin, joita on vaikea diagnosoida asennuksen jälkeen.
Instrumentointikaapeli vs signaalikaapeli
"Signaalikaapeli" on laajempi, vähemmän tarkasti määritelty termi, joka voi viitata instrumentointikaapeliin, tietoliikennekaapeliin, audio-/videokaapeliin tai muuhun pienjännitteiseen signaalinsiirtokaapeliin alan kontekstista riippuen. Instrumentointikaapeli ymmärretään parhaiten signaalikaapelin tietyksi osajoukoksi - tarkoitettu teollisuusprosessien signaaleille (analogiset silmukat, lämpötila-anturit, pienjännitedigitaaliset) suojauksella, kierretty parirakenne ja vaippamateriaalit, jotka sopivat teollisuusympäristöihin.
Kun spesifikaatiossa sanotaan yksinkertaisesti "signaalikaapeli" ilman tarkempia tietoja, kannattaa selvittää, tarvitseeko sovellus todella instrumentointikaapelille ominaisia kohinanvaimennusominaisuuksia vai riittääkö yleinen pienjännitesignaalikaapeli ilman suojausta – tarkemman instrumentointikaapelin käyttö oletuksena on turvallisempi valinta missä tahansa teollisuusprosessiympäristössä.
Suojattu vs suojaamaton instrumentointikaapeli
Suojattu kaapeli on vakiovalinta useimpiin teollisuuden instrumentointisovelluksiin, koska suojaamaton kaapeli ei tarjoa suojaa lähellä olevien teholaitteiden aiheuttamilta sähkömagneettisilta häiriöiltä. Suojaamatonta instrumentointikaapelia on olemassa, ja sitä käytetään hiljaisissa ympäristöissä tai joissa signaalityyppi on luonnostaan kohinaa sietävämpi (esimerkiksi jotkut korkeamman jännitteen digitaaliset signaalit), mutta se on pikemminkin poikkeus kuin oletus tyypillisissä teollisissa olosuhteissa.
| tekijä | Suojattu kaapeli | Suojaamaton kaapeli |
|---|---|---|
| Äänisuojaus | Korkea, estää EMI/RFI:n | Ei mitään |
| Kustannukset | Korkeampi | Alempi |
| Soveltuu parhaiten | Analogiset signaalit, ympäristöt, joissa on voimalaitteita lähellä | Vähäkohinaiset ympäristöt, ei-herkät digitaaliset signaalit |
Instrumentointikaapelin valinta teollisiin sovelluksiin
Valikoima teollisiin sovelluksiin laajenee perussähköisten teknisten tietojen lisäksi sisältäen ympäristön kestävyyden, vaarallisten alueiden luokituksen ja laitoskohtaisten koodien noudattamisen. Yhdistä kaapeli vaikeimpiin olosuhteisiin, joita se todellisuudessa kohtaa koko reitin varrella — kaapeli, joka on hyvä valvomossa, mutta kulkee ulkona olevan, kemiallisesti alttiina olevan tai tärisevän osan läpi, tarvitsee vaipan ja rakenteen, joka on mitoitettu huonoimpaan tapaussegmenttiin, ei vain keskimääräiseen kuntoon.
- Vahvista vaara-alueen luokitusvaatimukset (jos sovellettavissa) ennen kaapelin ja asennustavan viimeistelyä
- Tarkista altistuminen kemikaaleille, öljylle ja UV-säteilylle koko kaapelireitin varrelta, ei vain asennuskohdasta
- Tarkista lämpötilaluokitus sekä ympäristön olosuhteiden että mahdollisen prosessin lämpöaltistuksen perusteella
- Varmista asennustyypin kansallisten ja laitossähkömääräysten noudattaminen
Instrumentointikaapeli prosessinohjausjärjestelmiin
Prosessinohjausjärjestelmät ovat riippuvaisia tarkasta, vakaasta signaalinsiirrosta kenttäinstrumenttien ja ohjausjärjestelmän välillä, koska kaikki kaapeliin tuodut kohinat tai poikkeamat johtavat suoraan mittausvirheeseen tai ohjauksen epävakauteen. Instrumentointikaapeli prosessinohjaussovelluksissa toimii tyypillisesti moniparikaapelina kentän kytkentärasiasta takaisin järjestelykaappiin tai valvomoon, jolloin monet yksittäiset instrumenttisignaalit yhdistetään hallittavaksi kaapelimääräksi.
Prosessilaitosten kaapelien reititys ohjaa usein kaapelihyllyjä virtakaapelin rinnalla, mikä tekee suojauksesta ja oikeanlaisen erotusetäisyyden tehojohtimista erityisen tärkeitä – jopa hyvin suojatut kaapelit hyötyvät fyysisestä erotuksesta suurvirtaajoista silloin, kun allastila sallii.
Instrumentointikaapeli öljy- ja kaasusovelluksiin
Öljy- ja kaasulaitokset asettavat instrumentointikaapeleille joitain tiukimpia vaatimuksia: vaarallisten alueiden luokitukset, jotka edellyttävät erityisiä kaapeli- ja asennusmenetelmiä, altistuminen hiilivedyille ja kemikaaleille, jotka vaativat kestäviä vaippamateriaaleja, ja usein äärimmäiset lämpötila-alueet laitteilta sekä offshore- että aavikkoympäristöissä. Luokitelluilla vaarallisilla alueilla käytettävän kaapelin on täytettävä erityiset hyväksynnät vyöhykkeelle tai alueelle, jolle se on asennettu, mikä vaikuttaa sekä kaapelin rakenteeseen että sallittuihin asennustapoihin.
Panssaroitu instrumentointikaapeli on yleinen öljy- ja kaasuasennuksissa, koska se lisää mekaanista suojausta näille kohteille tyypillisiä fyysisiä vaaroja vastaan – tärinää, iskuja, jyrsijöiden vaurioita haudatuksissa sekä yleistä karkeaa käsittelyä rakentamisen ja huollon aikana.
Instrumentointikaapeli teollisuusautomaatioon
Teollisuuden automaatiojärjestelmät käyttävät instrumentointikaapeleita antureiden, kooderien ja I/O-moduulien liittämiseksi PLC:ihin ja automaatioohjaimiin, usein tiloihin, joissa on huomattava EMI-taajuusmuuttujataajuusmuuttajista, servokäytöistä ja muusta kytkentätehoelektroniikasta. Automaatiosovelluksiin suunniteltu kaapeli asettaa usein etusijalle sekä suojauksen että joustavuuden, erityisesti liitännöissä liikkuviin laitteisiin tai koneen osiin, jotka vaativat kaapelin joustavuutta käytön aikana.
Pienjännitelaitteiden kaapelisovellukset
Pienjännitteiset instrumentointikaapelisovellukset kattavat lähes joka teollisuuden prosessivalvonnan tai automatisoidun ohjauksen: vesi- ja jätevedenpuhdistamoiden instrumentointi, rakennusautomaatio ja LVI-ohjausjärjestelmät, voimalaitosten valvonta ja elintarvikkeiden/juomien käsittelyn anturiverkot perustuvat kaikki samoihin ydinmelun vaimennusperiaatteisiin, vaikka erityiset ympäristö- ja koodivaatimukset vaihtelevat toimialoittain.
Palonkestävä ja panssaroitu instrumentointikaapeli
Palonkestävä instrumentointikaapeli on suunniteltu jatkamaan toimintaansa tietyn ajan paloaltistuksen aikana, mikä on tärkeää kriittisille valvonta- ja turvapiireille, joiden on pysyttävä toiminnassa hätätilanteen aikana yleisten virta- ja datakaapelointien sijaan. Näissä kaapeleissa käytetään palonkestäviä eristemateriaaleja ja rakennusmenetelmiä testattu ja mitoitettu säilyttämään piirin eheys määritellyissä palo- ja lämpötilaaltistusolosuhteissa, mikä eroaa yksinkertaisesti palonestoaineesta (joka rajoittaa palon leviämistä, mutta ei takaa jatkuvaa toimintaa).
Panssaroitu instrumentointikaapeli lisää metallikerroksen – tyypillisesti teräslangan tai teräsnauhapanssarin – ulkovaipan alle, mikä tarjoaa mekaanisen suojan puristumiselta, iskuilta ja jyrsijävaurioilta. Tämä pätee erityisesti suoraan maahan upotettuihin kaapelisarjoihin, raskaalle jalankulku- tai ajoneuvoliikenteelle altistuville kaapeleille tai asennuksiin teollisuusalueilla, joissa mekaanisten vaurioiden riski on suurempi kuin tyypillisessä kaapelihyllyssä tai kaapelikanavassa.








