産業用Ethernetケーブルの選び方｜UTP/STP・RJ45・M12 D-codeの違い

この記事の対象になる方

• FA現場でEthernetケーブルを選定する方
• LANケーブル、RJ45、M12 D-codeの違いが分からない方
• EtherNet/IP、EtherCAT、PROFINETなどの配線で迷っている方

はじめに

FA機器をEthernetで接続するとき、意外と悩むのがケーブル選定です。

• EtherNet/IP
• EtherCAT
• PROFINET

このような産業用Ethernet通信では、見た目は一般的なLANケーブルと似たケーブルを使うことがあります。

そのため、調べれば調べるほど

普通のLANケーブルでいいの？
UTPとSTPはどちらを選べばいいの？
RJ45とM12 D-codeは何が違うの？
Cat5eやCat6はどこまで気にするべき？

と迷うことがあります。

産業用Ethernetケーブルとは

産業用Ethernetケーブルとは、工場や装置などのFA現場で使われるEthernet通信用ケーブルのことです。

一般的なオフィス用LANケーブルと同じように、データ通信に使われます。

ただし、使用される環境は、次の表のとおり大きく違います。

使用場所	主な環境
オフィス	ノイズが少ない、固定配線が多い、油や粉塵が少ない
FA現場	ノイズが多い、振動がある、油や粉塵がある、可動部がある

オフィスでは問題なく使えるケーブルでも、工場では通信エラーや断線、接触不良の原因になることがあります。

特にFA現場では、

• インバータ
• サーボアンプ
• モータ配線
• 電磁弁
• 溶接機
• 動力線

など、ノイズ源が多く存在します。

そのため、FA現場に使用する産業用Ethernetケーブルでは、シールド、耐油性、耐屈曲性、防水性、コネクタの固定力などの仕様を適切に選定する必要があります。

通信方式とケーブルは分けて考える

まず大前提として、おさらいになりますが、通信方式とケーブルは分けて考えましょう。

分類	例	意味
通信方式	EtherNet/IP、EtherCAT、PROFINET	機器同士が通信するルール
ケーブル	UTP、STP、Cat5e、Cat6など	信号を伝える線
コネクタ	RJ45、M12 D-codeなど	接続する口の形

EtherNet/IP、EtherCAT、PROFINETは通信方式です。

一方で、UTP、STP、Cat5e、Cat6はケーブルの種類です。
RJ45やM12 D-codeはコネクタの形状です。

つまり、

EtherNet/IPだから必ずこのケーブル
EtherCATだから必ずこのコネクタ
PROFINETだからRJ45は使えない

という単純な話ではありません。

実際には、機器側の仕様、設置環境、通信速度、配線距離、ノイズ環境を確認して選定します。

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通信方式の違いについては、別記事で紹介しています↓

UTPケーブルとSTPケーブルの違い

Ethernetケーブルを選ぶときに、まず確認したいのがUTPとSTPの違いです。

種類	内容	向いている場所
UTP	シールドなしツイストペアケーブル	事務所、制御盤内の短距離、ノイズが少ない場所
STP	シールド付きツイストペアケーブル	工場、インバータ周辺、モータ配線付近、長距離配線

FA現場では、インバータ、サーボ、モータ、電磁弁などのノイズ源が多いため、STPまたはシールド付きの産業用Ethernetケーブルを選ぶことが多いです。

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UTP / STPについては、こちらの記事でも紹介しています↓

FA現場ではSTPを優先した方が安全

FA現場で迷った場合は、基本的にはSTP系を優先した方が安全です。

理由は、ノイズ対策が弱いケーブルを選んで通信トラブルが起きると、あとから原因調査が面倒になるからです。

設備が立ち上がった後に、

• たまに通信エラーが出る
• 特定のモータが動くと通信が不安定になる
• インバータ運転時だけ通信が落ちる
• ケーブルを触ると復旧する

こういったトラブルが出ると、原因調査にかなり時間がかかります。

もちろん、STPにすれば絶対に通信トラブルがなくなるわけではありません。

• シールドの接地方法
• 配線ルート
• 動力線との距離
• 盤内のノイズ対策
• HUBや機器側の仕様

も関係します。

それでも、工場設備で使用する場合は、最初からノイズ環境を考慮したケーブルを選んでおいた方が、後々のトラブルを減らしやすいです。

もしUTPでトラブルがあった場合、「なぜなぜ分析」の行きつく先は、

直接原因：選定ミス
本質原因：基準書がない

といった方向に着地することが見えています。
そのため、初めから対策を打っておきましょう！

Cat5e・Cat6・Cat6Aはどう選ぶか

Ethernetケーブルでは、Cat5e、Cat6、Cat6Aなどのカテゴリも確認します。

カテゴリ	目安	FA現場での考え方
Cat5e	1Gbps対応の目安	多くのFA用途で使いやすい
Cat6	1Gbps以上を意識した配線	余裕を見たい場合に選びやすい
Cat6A	10Gbpsを意識した配線	高速カメラ、大容量通信などで検討

一般的なPLC、I/O、インバータ、センサ通信であれば、Cat5e以上で足りるケースがほとんどです。

ただし、高速カメラや画像処理装置、大容量データを扱う場合は、Cat6やCat6Aが推奨であるケースもあります。

ここで大切なのは、通信方式だけでカテゴリを決めないことです。

例えば、EtherNet/IPだからCat6Aが必要というわけではありません。
実際には、

• 機器の通信速度
• メーカー指定ケーブル

を確認して決めましょう！

RJ45とM12 D-codeの違い

次に、コネクタの違いです。

産業用Ethernetでよく出てくるのが、RJ45とM12 D-codeです。

コネクタ	特徴	主な用途
RJ45	一般的なLANコネクタ、制御盤内で使いやすい	PLC、HUB、PC、盤内機器
M12 D-code	丸型、防水・耐振動向き、産業用で使いやすい	盤外I/O、センサ、フィールド機器

RJ45は、一般的なLANケーブルでよく使われるコネクタです。

オフィスや家庭でも見ることが多い、四角いLANコネクタです。
制御盤内のPLC、HUB、画像処理コントローラ、PC接続などでは、RJ45が使われることがあります。

一方で、M12 D-codeは丸型の産業用コネクタです。

ねじ込みで固定できるため、振動に強く、盤外や装置上で使いやすいです。
防水性や耐振動性が必要な場所では、M12 D-codeを選ぶようにしましょう。
（もちろん、接続先機器が適合していることも確認してください。）

制御盤内はRJ45、盤外はM12 D-codeが目安

ざっくりした目安としては、

• 制御盤内はRJ45
• 盤外や装置上はM12 D-code

と考えると整理しやすいです。

もちろん、最終的には機器側のコネクタ形状に合わせます。

例えば、

PLC側はRJ45
盤外I/O側はM12 D-code

という場合は、片側RJ45、片側M12 D-codeのケーブルを使うことがあります。

逆に、盤内機器同士であれば、RJ45-RJ45のケーブルで構成することが多いでしょう。

重要なのは、コネクタ形状だけで通信方式を判断しないことです。

M12 D-codeだからPROFINET専用
RJ45だからEtherNet/IP専用

というわけではありません。

M12 D-codeやRJ45は、あくまで接続口（コネクタ）の形状です。

M12 D-codeとA-codeの違いにも注意

M12コネクタには、D-code以外にもA-codeなどがあります。

ここも混乱しやすいポイントです。

ざっくり言うと、Ethernet通信でよく使われるのはM12 D-codeです。

一方で、M12 A-codeはセンサ、アクチュエータ、DC24V電源、I/O信号などで使われることがあります。

同じM12でも、キー溝の形状が違うため、基本的には誤挿入しにくい構造になっています。

つまり、M12という言葉だけで判断せず、

• A-codeなのか
• D-codeなのか
• X-codeなのか
• ピン数はいくつか
• 機器側の仕様は何か

などを確認する必要があります。

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M12コネクタについては、こちらの記事も参考ください↓

ケーブル選定時に確認するポイント

産業用Ethernetケーブルを選ぶときは、次の項目を確認すると選定しやすいです。

確認項目	内容
設置場所	盤内、盤外、装置上、可動部
ノイズ環境	インバータ、サーボ、モータ配線の近くか
耐環境性	耐油、防水、防塵、耐熱、耐屈曲
配線距離	メーカー仕様の範囲内か
メーカー指定	推奨ケーブルや指定型式があるか

特に重要なのは、メーカー仕様を確認することです。

FA機器では、メーカーが推奨ケーブルや指定ケーブルを用意していることが多々あります。

通信速度や規格上は問題なさそうに見えても、メーカー指定から外れると、トラブル時の切り分けが難しくなることがあります。

可動部では耐屈曲ケーブルを使う

ロボット、スライダ、可動ステージ、ケーブルベアなどで使う場合は、耐屈曲ケーブルを検討しましょう。

通常のEthernetケーブルを可動部に使うと、繰り返し曲げによって断線することがあります。

特にケーブルベア内では、

• 曲げ半径
• 屈曲回数
• ケーブル外径
• 他ケーブルとの干渉
• 固定方法

などを確認する必要があります。

通信ケーブルは、見た目では断線しかけていることが分かりにくい場合があります。

• たまに通信が切れる
• 動作位置によって通信が落ちる
• ケーブルを動かすと復旧する

このような症状が出る場合は、可動部のケーブル劣化も疑う必要があります。

耐油・防水・耐振動も確認する

工場では、油、クーラント、粉塵、水、振動などの影響を受けることがあります。

そのため、盤外で使用するEthernetケーブルでは、

• 耐油性
• 防水性
• 耐振動性
• 耐熱性
• 耐薬品性

これらも確認しましょう。

特に工作機械周辺や搬送設備では、オフィス用LANケーブルの感覚で選ぶと、被覆劣化や接触不良につながる可能性があります。

盤外に出るケーブルは、産業用ケーブルとして販売されているものを選ぶ方が安心です。

動力線とはできるだけ離して配線する

Ethernetケーブルは、動力線やインバータ出力線とできるだけ離して配線します。

特に注意したいのは、

• モータケーブル
• インバータ出力線
• サーボモータケーブル
• 大電流配線
• 電磁弁が多い配線束

などです。

シールド付きケーブルを使っていても、配線ルートが悪いとノイズの影響を受けることがあります。

ケーブルラックやダクト内で配線する場合も、動力線と通信線を分ける、交差する場合はできるだけ直角にするなど、基本的なノイズ対策を意識します。

選定例　※一覧表

最後に、ざっくりした選定例をまとめます。

使用場所	コネクタ	ケーブル目安	考え方
制御盤内のPLC-HUB間	RJ45	UTP、Cat5e以上	ノイズが少なければ一般的な構成で可
制御盤内のPLC-画像処理装置間	RJ45	UTP 機器仕様次第でCat6以上	大容量通信なら仕様確認しCatを上げる
盤外リモートI/O接続	M12 D-code	STP、Cat5e以上	防水・耐振動・ノイズを考慮
インバータ周辺	RJ45またはM12 D-code INV仕様に合わせる	STP、Cat5e以上	ノイズを考慮
可動部	機器仕様に合わせる	耐屈曲Ethernetケーブル	可動部は対屈曲を採用
油のかかる場所	M12 D-code系が候補	耐油Ethernetケーブル	耐油材質を採用

このように、同じEthernetケーブルでも、使う場所に合わせて選定するようにしましょう！

まとめ

産業用Ethernetケーブルを選ぶときは、通信方式、ケーブル、コネクタを分けて考えることが大切です。

またFA現場では、オフィス用LANケーブルと違い、ノイズ、振動、油、粉塵、可動、防水などを考慮する必要があります。

今回の記事では、選定例も紹介しました。

通信トラブルは設備稼働後に原因調査が難しくなるため、初期選定の段階で、少し余裕を持ったケーブル選定をしておくことをおすすめします。

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本記事は学習目的の情報提供です。実際の電気工事・設計・配線・機器選定・部材選定・改造は、法令・社内基準に従い、有資格者および責任者の管理下で実施してください。現場条件により最適解は変わるため、必ずメーカー仕様書・設計基準・安全規程・JISを確認のうえ判断してください。