Guia de Instalação Rede Ethernet

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ETHERNET 
IP 
 
 
 
 
 
GUIA DE INSTALAÇÃO 
 
 
 
CABLAGEM E 
 MONTAGEM 
 
 
 
 
 
 
VERSÃO 1.0 
 
ABRIL DE 2009 
 Guia de Instalação Ethernet/IP – Versão 1.0 – Abril de 2009 
 
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Autor: Eng. André Luis Biscaro 
 
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ÍNDICE 
 
1. ETHERNET/IP ........................................................................................................................ 2 
2. SEGMENTO DE REDE......................................................................................................... 3 
3. CONECTORES ...................................................................................................................... 3 
4. MONTAGEM DOS CABOS ETHERNET........................................................................... 5 
5. CONECTORIZAÇÃO ............................................................................................................ 8 
5.1. CONECTORIZAÇÃO DE CABOS UTP (PARES TRANÇADOS SEM BLINDAGEM) .................. 8 
5.2. CONECTORIZAÇÃO DE CABOS STP (PARES TRANÇADOS BLINDADOS) ......................... 11 
6. ATERRAMENTO ................................................................................................................. 13 
7. DISTÂNCIA ENTRE CABOS ............................................................................................ 15 
8. ORIENTAÇÕES GERAIS DE FIAÇÃO............................................................................ 15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Guia de Instalação Ethernet/IP – Versão 1.0 – Abril de 2009 
 
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1. ETHERNET/IP 
Controles industriais requerem tempos de resposta rápidos, máxima disponibilidade da 
rede e segurança. A rede ethernet industrial, chamada de Etrhernet/IP possui estas 
características. Um exemplo desta rede pode ser visto na figura 1 abaixo: 
 
 
Figura 1 – Exemplo de uma Rede Ethernet/IP 
 
A instalação da rede deve ser robusta o suficiente para prevenir danos físicos e 
ingresso de ruído que poderiam causar degradação da performance da rede, 
resultando em paradas no processo. 
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Alguns produtos Ethernet freqüentemente usados em ambientes comerciais não são 
compatíveis com ambientes industriais. Abaixo são listados alguns problemas 
relacionados com estes produtos: 
• Degradação da performance causada por temperatura ou umidade; 
• Intolerância a produtos químicos; 
• Suscetível a ruído; 
• Falhas relacionadas à vibração; 
Estes tipos de ambientes hostis requerem componentes desenhados para uso em 
ambiente industrial. No entanto, cuidadosamente planejados alguns componentes 
comerciais podem ser usados, como por exemplo, cabos podem ser usados em 
ambientes fechados ou podem ser instalados dentro de eletrodutos ficando isolados 
dos ruídos. 
 
2. SEGMENTO DE REDE 
Um segmento de rede é um grupo de dispositivos de funcionalidades associadas 
conectados juntos e isolados por pontes (bridges), roteadores ou switches. As redes 
podem ser divididas em múltiplos segmentos por motivos de segurança e para 
melhorar o fluxo de tráfego de dados eliminando pacotes que não são destinados ao 
segmento de rede. 
 
3. CONECTORES 
O tipo de conector Ethernet/IP mais usado é o de 8-vias (8-way) encapsulado, definido 
no padrão internacional IEC 61076-3-106 (variante 1) e IEC 61076-2-101 
respectivamente, possui índice de proteção IP65 / 67 de acordo com a IEC60529 
(Classe de Proteção Internacional) . É reconhecido pela ODVA (especificação da 
Ethernet/IP industrial). A tabela 1 contém os parâmetros para os conectores 8-vias 
(selado e não-selado) para sistemas industriais Ethernet/IP. Estes conectores podem 
ser de plástico ou metal. 
Os conectores 8-vias (RJ45) usados em ambientes comerciais não foram desenhados 
para atender os índices de proteção IP 65 e 67 e podem ser suscetíveis a problemas 
relacionados com vibração. 
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Tabela 1 – Parâmetros do conector 8-vias Ethernet/IP 
 
 
As figuras 2 e 3 ilustram alguns tipos de conectores 8-vias Ethernet/IP. 
 
 
Figura 2 – Conectores 8-vias Ethernet/IP selado em encapsulamento plástico 
(soquete e plug) 
 
 
 
Figura 3 – Conectores 8-vias Ethernet/IP selado em encapsulamento metálico 
(soquete e plug) 
 
 
 
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A Figura 4 mostra o desenho de um conector 8-vias indicando a numeração de sua 
pinagem. 
 
Figura 4 – Numeração da pinagem do conector 8-vias 
 
4. MONTAGEM DOS CABOS ETHERNET 
Há dois métodos de montagem dos cabos ethernet usando os conectores de 8-vias: 
Método T568A e T568B. Os pares 2 e 3 são invertidos de acordo com o método de 
montagem usado. Não é recomendado misturar os dois métodos de montagem em um 
mesmo canal, pois isto pode enfraquecer a performance do canal. Os dois métodos 
de montagem são mostrados na figura 5. 
 
 
Figura 5 – Métodos de montagem dos cabos Ethernet 
 
O método T568A deve ser usado em aplicações genéricas e onde se necessite 
suporte a sistemas de telefonia de 2 pares, caso contrário, ambos os métodos (T568A 
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ou T568B) são aceitáveis. É recomendado o uso do método T568A – Figura 6. O 
método selecionado deve ser usado através de todo o segmento. 
 
Figura 6 – Método de montagem tipo T568A 
 
Os cabos podem ser blindados ou não. No caso do uso de cabos blindados os 
conectores devem possuir encapsulamento metálico. 
Na montagem dos cabos preste particular atenção aos pares de cabos e ao código de 
cores – Tabela 2. A correta disposição dos pares dos cabos nos pinos dos conectores 
é extremamente importante. Note que o par 2 (T568A) ou o par 3 (T568B) é dividido 
através do par 1 – Figura 5. 
 
Tabela 2 – Código de cores dos 4 pares 
 
Os cabos são construídos com conectores do tipo plug em ambos os lados (Figuras7 e 
9). Cabos para extensão são construídos com um plug e um soquete. 
O comprimento máximo de cabo em um segmento não pode exceder a 100 metros. 
 
 
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A figura 7 mostra o esquema de ligação do tipo direta de um cabo ethernet usando 
conectores 8-vias. 
 
Figura 7 – Ligação do tipo direta com conectores 8-vias 
 
A tabela 3 mostra o esquema de ligação dos fios nos conectores. 
 
Tabela 3 – Esquema de Ligação do tipo Direta 
Conexões entre apenas dois dispositivos via um simples cabo ethernet são possíveis 
conforme mostra a figura 8. Hubs, switches ou outros dispositivos de conexão não são 
usados. Nestas condições é necessário o uso de um cabo ethernet do tipo crossover, 
ao menos que o dispositivo usado suporte a função auto MDIX que reconhece o tipo 
de ligação e se ajusta automaticamente. 
 
Figura 8 – Esquema de ligação entre dois dispositivos 
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A figura 9 mostra o esquema de ligação tipo crossover de um cabo ethernet usando 
conectores 8-vias. 
 
Figura 9 – Ligação do tipo crossover com conectores 8-vias 
 
A tabela 4 mostra o esquema de ligação dos fios nos conectores. 
 
Tabela 4 – Esquema de ligação do tipo crossover 
 
5. CONECTORIZAÇÃO 
5.1. Conectorização de Cabos UTP (Pares trançados sem blindagem) 
Usar um decapador similar ao da figura 10 e decapar 1 polegada do cabo. Certificar de 
não cortar a isolação dos fios. Se danificar a isolação dos fios cortar este pedaço do 
cabo e recomeçar novamente. 
 
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Figura 10 – Detalhe da decapagem do dabo 
Separar os pares conforme o código de cores da Tabela 2. Alinhar os fios conforme o 
método de ligação a ser usado (T568A ou T568B) para posicionar os fios em suas 
respectivas cavidades dentro do conector, conforme a Figura 10.1. 
 
 
Figura 10.1 – Método de ligação tipo T568A 
 
Manter os fios na direção correta e cortar o comprimento dos fios em excesso usando 
um alicate de corte afiado. O comprimento máximo final dos fios a serem inseridos no 
conector não deve ultrapassar a 0,5 polegadas. 
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Confirmar a correta orientação dos fios como mostrado na figura 10.2 e inserir os fios 
para dentro do corpo do conector. Reparar que cada fio tem sua própria cavidade 
dentro do corpo do conector. 
 
Figura 10.2 – Correta orientação dos fios 
 
Empurrar o cabo para dentro do corpo do conector até que todos os fios toquem no 
final (topo) do corpo do conector. A capa do cabo deve ficar na parte interna do corpo 
do conector para posteriormente ser travada junto com o conector na crimpagem. 
 
Inserir o conector dentro do alicate de crimpagem conforme figura 10.3 e crimpar o 
conector. Certificar de que as travas de metal do conector foram crimpadas ao redor 
do fio. 
 
Figura 10.3 –Crimpagem do conector 
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Verificar o estado final da crimpagem puxando levemente o conector mantendo o cabo 
assegurado. Se a capa do cabo ou algum fio escapar do conector, cortar o conector e 
iniciar o processo novamente. 
Testar eletricamente o cabo usando um testador apropriado. 
 
5.2. Conectorização de Cabos STP (Pares trançados blindados) 
Decapar 1 polegada do cabo usando uma ferramenta de decapagem conforme a 
figura 11 e prestar particular atenção para não cortar a blindagem. Se danificar a 
blindagem, cortar este pedaço do cabo e começar novamente. 
 
Figura 11 – Detalhe da decapagem do Cabo 
 
Separar os pares conforme o código de cores da Tabela 2 e dobrar a malha de 
blindagem (dreno) para trás alinhada ao cabo. Alinhar os fios conforme o método de 
ligação a ser usado (T568A ou T568B) para posicionar os fios em suas respectivas 
cavidades dentro do conector, conforme a figura 11.1. 
 
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Figura 11.1 – Método de ligação tipo T568A 
 
Manter os fios na direção correta e cortar o comprimento dos fios em excesso usando 
um alicate de corte afiado. O comprimento máximo final dos fios a serem inseridos no 
conector não deve ultrapassar a 0,5 polegadas. 
 
Confirmar a correta orientação dos fios como mostrado na figura 11.2 e insierir os fios 
para dentro do corpo do conector. Reparar que cada fio tem sua própria cavidade 
dentro do corpo do conector. 
 
Figura 11.2 – Correta orientação dos fios 
 
 
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Empurre o cabo para dentro do corpo do conector até que todos os fios toquem o final 
(topo) do corpo do conector. A capa do cabo deve ficar na parte interna do corpo do 
conector para posteriormente ser travada junto com o conector na crimpagem. 
 
Inserir o conector dentro do alicate de crimpagem conforme figura 11.3 e crimpar o 
conector. Certificar de que as travas de metal do conector estão crimpadas ao redor 
do fio. 
 
Figura 11.3 – Ferramenta de crimpagem 
 
Verificar o estado final da crimpagem puxando levemente o conector mantendo o cabo 
assegurado. Se a capa do cabo ou algum fio escapar do conector, cortar o conector e 
iniciar o processo novamente. 
Testar eletricamente o cabo usando um testador apropriado. 
 
6. ATERRAMENTO 
Há requisitos específicos de aterramento para cabos blindados. As blindagens 
representam um papel importante no fornecimento de imunidade a ruído para seu 
sistema, entretanto, um cabo blindado instalado incorretamente pode causar 
defasagem de aterramento, problemas devido à diferença de potencial causada no 
aterramento entre dois pontos do sistema, conforme mostra figura 12. 
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Figura 12 – Defasagem de aterramento 
 
Esta diferença de potencial pode ser CC ou CA ou transiente. Um cabo que conecte 
dois pontos fornece um caminho secundário para o percurso da corrente. A corrente 
através da blindagem do cabo de comunicação acoplará o ruído ao sistema de 
comunicação. Este ruído terá um impacto direto na performance do sistema. Para 
minimizar os efeitos da defasagem do aterramento, será necessário isolar a blindagem 
em uma das extremidades do cabo. Neste caso, a blindagem deve ser isolada no 
dispositivo, não no switch, conforme mostra a figura 13. 
 
Figura 13 – Aterramento da blindagem do cabo 
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7. DISTÂNCIA ENTRE CABOS 
Para minimizar a indução eletromagnética entre cabos, é recomendável manter a 
distância mínima de separação entre o cabo Ethernet e os cabos de potência, tanto na 
parte interna, quanto na parte externa dos painéis, conforme a tabela 5 abaixo. 
 
 
Tabela 5 – Distância mínima entre cabos 
 
8. ORIENTAÇÕES GERAIS DE FIAÇÃO 
Seguir as orientações abaixo na fiação de todos os cabos EtherNet/IP: 
• Se um cabo deve cruzar linhas de alimentação, ele deve fazê-lo em ângulo reto. 
• Passar pelo menos 1,5 m dos gabinetes de alta tensão ou fontes de radiação de 
RF/microondas. 
• Se o cabo estiver em eletrocalha de metal ou eletroduto, cada seção da 
eletrocalhacalha ou do eletroduto deve ser unida a cada seção adjacente, de forma 
que ela possua continuidade elétrica em toda sua extensão e deve estar unida ao 
gabinete no ponto de entrada. 
• O raio de curvatura do cabo não deve ser menor do que 8 vezes o diâmetro do cabo. 
• A força para puxar não deve exceder 90 lbs ou o máximo especificado na planilha de 
dados do fabricante.