Tipos de cables para instrumentación y control

Los cables de instrumentación son cables multiconductores que transportan señales eléctricas de baja energía utilizadas para supervisar o controlar los sistemas de energía eléctrica y sus procesos asociados. Las funciones de medición y control son vitales en las aplicaciones de fabricación y procesamiento. Estas funciones dependen en gran medida de sus circuitos electrónicos. Las aplicaciones típicas incluyen el control de equipos industriales, la radiodifusión, los equipos de montaje o los sistemas de transporte masivo.

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Tipos

Los cables ARCNET se utilizan en redes ARCNET de alta velocidad, basadas en tokens, que proporcionan comunicaciones de red de área local (LAN) entre ordenadores industriales.

Los cables AS-I se utilizan para conectar actuadores binarios, sensores y otros dispositivos AS-i. Estos cables bifilares suministran energía y transfieren datos.

Los cables CANbus se utilizan en redes de datos en serie de alta velocidad, diseñadas para entornos eléctricos difíciles. Se utilizan ampliamente en la industria del automóvil. 

Los cables CANopen se utilizan con un protocolo de bus de campo de comunicaciones industriales que se basa en CANbus. 

Los cables DeviceNet también utilizan el protocolo de red de área de controlador (CAN), pero suelen conectar dispositivos como interruptores de límite, células fotoeléctricas, colectores de válvulas, arrancadores de motor, accionamientos y pantallas de operador a controladores lógicos programables (PLC) y ordenadores personales.

Los cables de bus de campo se utilizan para conectar dispositivos industriales como actuadores, sensores, transductores y controladores. En la jerarquía de las redes de planta, el entorno del bus de campo es el grupo de nivel básico.

Los cables de Foundation Fieldbus se utilizan en un sistema de comunicaciones bidireccional, totalmente digital y en serie, que sirve de LAN para la instrumentación de la planta y los dispositivos de control de la fábrica.

Los cables HART permiten las comunicaciones sin interrumpir una señal de 4-20mA. Permiten que una aplicación anfitriona (maestra) obtenga dos o más actualizaciones digitales por segundo de un dispositivo de campo.

Los cables PROFIBUS utilizan un estándar de bus de campo independiente del proveedor que es adecuado para aplicaciones de automatización de procesos y de fabricación.

Los cables P-Net se ajustan a una norma europea (EN 50 170 Vol. 1) que ahora forma parte de la norma internacional de bus de campo (IEC 61558 Tipo 4).

Los compradores también pueden adquirir cables de alimentación y multiconductores que no se adhieren a un tipo de red o protocolo de comunicaciones específico.

Los cables de alimentación se utilizan principalmente en aplicaciones de baja tensión, comerciales y domésticas. Se utilizan para producir cables de alimentación, pero no incluyen los conectores finales.

Los cables multiconductores están formados por un solo hilo o una combinación de hilos con dos o más conductores. Incluyen el apantallamiento del cable.

Conductores

Un conductor de cable consiste en un hilo o una combinación de hilos que no están aislados entre sí y que facilitan el paso de la corriente eléctrica a través del cable.  Las especificaciones relacionadas con los conductores incluyen el material, el tamaño y el número de conductores.

El material del conductor incluye varios metales conductores.  El cobre es el material más utilizado, y se caracteriza por su excelente resistencia a la corrosión y su alta conductividad térmica, pero su relación resistencia-peso es relativamente baja.  El aluminio es menos denso que el cobre y suele utilizarse como conductor de energía.  Los conductores de los cables también pueden ser de acero y estar revestidos con una cubierta de aluminio o cobre.

El tamaño del conductor se mide en American Wire Gauge (AWG) en Estados Unidos.  Cuanto mayor sea el número de calibre, menor será el diámetro y más fino será el cable.  Los cables más gruesos tienen menos resistencia y pueden transportar más corriente.  Fuera de Estados Unidos, los conductores se miden en mm2.

El número de conductores suele estar determinado por la aplicación o el uso previsto del cable.

Cubierta y aislamiento

Los proveedores fabrican el cable utilizando una variedad de materiales de cubierta y aislamiento para reducir la fuga de corriente del conductor.  La aplicación del cable es una consideración importante a la hora de seleccionar el material de aislamiento. 

El elastómero de etileno propileno dieno (EPDM) proporciona una excelente flexibilidad en un amplio rango de temperaturas.

El neopreno es un caucho sintético muy adecuado para aplicaciones químicas.  Es resistente al aceite, las llamas y los productos químicos.

El caucho de silicona proporciona una flexibilidad superior pero carece de dureza y resistencia a los fluidos.

El termoplástico es un excelente material aislante.  El polietileno (PE), el polipropileno, el cloruro de polivinilo (PVC), el Teflon® y el Tefzel® son tipos de material termoplástico.  

Aunque cada material tiene sus propias ventajas e inconvenientes, la mayoría son muy flexibles y ofrecen resistencia a la humedad o a los productos químicos.

La cinta de mica es específica para el material de aislamiento, y se caracteriza por una resistencia a la temperatura muy alta.

Blindaje

Los cables de control e instrumentación pueden llevar un tipo de material de apantallamiento electromagnético, que se envuelve alrededor del cable por debajo de la cubierta exterior.  El apantallamiento sirve para evitar que el ruido eléctrico afecte a la señal transmitida y para reducir la emisión de radiación electromagnética del propio cable.  El apantallamiento suele consistir en un trenzado metálico, una cinta metálica o un trenzado de lámina.  Un conjunto de cables apantallados también puede contar con un hilo de tierra especial conocido como hilo de drenaje. 

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