Иновативни индустриални съединители

ЕлектроапаратурaСп. Инженеринг ревю - брой 7/2021 • 19.10.2021

Съединителите за индустриални приложения се предлагат в невероятно разнообразие. Множеството конфигурации на изводите с еднакъв брой позиции и диаметър на кабела, които, от своя страна, могат да бъдат разположени в многообразие от различни корпуси, не се дължи единствено на изискванията на конкретните приложения. Голямото разнообразие от варианти е резултат от еволюцията на индустриалните конектори.

 

Началото

Първите съединители за индустриални приложения с правоъгълен профил са разработени в период, когато стандартизацията и нормите все още не са на дневен ред. Поради новите изисквания на потребителите, гамата се разраства с изключително бързи темпове, от първите модели до решения с различен брой позиции, напречни сечения на проводника и геометрии. В продължение на няколко десетилетия на пазара присъстват едва няколко доставчици на подобни съединители и затова конкуренцията е съсредоточена основно върху цените и времето за доставка.

Едва през последните 10 години започва да се наблюдава необходимият натиск за иновации с появата на нови производители, поставящи под съмнение съществуващите технически решения. Такъв конкурентен климат може да доведе до големи скокове напред в развойната дейност, носещи различни ползи за потребителите.

Многобройните нови продукти, пускани на пазара ежегодно от производителите на промишлени съединители, често адресират новите предизвикателства, пред които са изправени конструкторите на машини и системи, чрез използването на вече прилагани конфигурации на изводите като основа. Тези нови продукти демонстрират иновативност и напредък предимно благодарение на гъвкавостта при работа с тях. Стандартизацията, модулните системи и технологиите за бързо присъединяване превръщат индустриалните конектори във водещ по отношение на иновациите компонент за интелигентната фабрика на бъдещето, където фокусът е не само върху серийното производство, но и върху партиди, състоящи се от един артикул нагоре.


Нови материали

В исторически план корпусите на всички модели индустриални съединители са изработени от метал. Едва през последните 10 години корпусите от висококачествена пластмаса надминават металните си предшественици в редица приложения. Пластмасовите конекторни корпуси за тежки експлоатационни условия вече са познати на повечето производители на машини от областта на съответстващите на CEE съединителни устройства. Подобни конектори се използват от години за приложения на открито – от строителна техника, до технологии за провеждане на събития и оборудване за увеселителни паркове.

По отношение на индустриалните съединители с правоъгълен профил, съвременните пластмаси предлагат множество предимства. Материалите, избрани съгласно подходящите критерии, подобряват екологичния баланс в рамките на целия експлоатационен живот на един продукт, при това без никакви допълнителни разходи за потребителя. По време на производството на пластмаса се консумира по-малко количество енергия в сравнение с преработката на стомана или алуминий. Рециклирането им също се характеризира с по-ниско енергопотребление.

Използването на пластмаса като материал за корпуса на съединителите дава възможност за изработката на по-сложни геометрии на по-ниска цена. На пазара вече могат да бъдат намерени гъвкави решения с байонетно присъединяване, които също така се нуждаят от малък брой резервни части, което допринася за реализиране на значителни спестявания на разходи за логистика и поддържане на наличности. Пластмасовите конектори спестяват и тегло, което носи допълнителни преимущества при използването им на подвижни машинни части например.

В случай че експлоатационните условия налагат използването на метален корпус, например при цялостна защита за електромагнитна съвместимост (EMC), съществуват алуминиеви сплави, които са устойчиви на корозия дори без прахово покритие. За потребителя предимството да не се използва прахово покритие е, че проводящата повърхност дава на конектора отлични EMC характеристики.


Модулни системи

Днес съвременните машини и системи изискват по-голям брой различни интерфейси, отколкото преди 30 години. Освен захранването с електрическа енергия се осъществява и пренос на сигнали, данни и други среди, например сгъстен въздух. За да се спестят пространство и инсталационни разходи, често всички интерфейси са комбинирани в един мъжки съединител.

Подходът към разработване на нови такива конектори за всяко отделно приложение неизбежно достига своите граници. Затова днес се използва модулна съединителна система за асемблирането на персонализиран мъжки конектор, който комбинира всички интерфейси в един-единствен корпус.

Модулите на системата се изработват в условия на серийно производство и се асемблират от потребителя за създаването на съответната конфигурация от изводи. Някои производители предлагат и онлайн конфигуратори, които не само улесняват избора на модули, но предоставят и дигитални двойници, списъци с необходимите части и др. В допълнение към очевидната гъвкавост на модулните системи, употребата им позволява стандартизиране на интерфейсите така, че да съответстват на еднакви отвори в шкафове за апаратура и конфигурации на корпуси.

Предлагат се различни размери конектори с вариращ брой позиции за модули, което осигурява изключителни възможности за надграждане на по-късен етап. Към този момент почти всички водещи производители на индустриални съединители предлагат модулни системи. Това е още една област, при която потребителите са облагодетелствани от натиска за иновации сред участниците на пазара.


Технологии за бързо свързване

Когато става дума за диапазона от присъединителни технологии, производителите на промишлени конектори се съревновават и в това да поддържат разходите за асемблиране възможно най-ниски. Докато първите модулни системи включват предимно кримпване, днес повечето се предлагат с т. нар. push-in технология на свързване, улесняваща боравенето с конектора и съкращаваща времето за присъединяване. Благодарение на компактния дизайн на push-in технологията за свързване могат да бъдат реализирани интерфейси с много повече позиции за много по-малки напречни сечения.


Ethernet конектори

Областта на индустриалните конектори и кабели се намира в период на динамично развитие, характеризиращ се с множество иновации. С появата на Ethernet по една усукана двойка (Single Pair Ethernet), тази нова среда създава високи изисквания и води до разработването на решения, предоставящи по-високи скорости на пренос на данни, оптимални нива на защита и опции за миниатюризация.

Последното поколение съединители и кабели за индустриален Ethernet е водено от серия ключови технологични тенденции и по-строги изисквания, насочени към подобряване на експлоатационните показатели на промишлените мрежи. В сравнение с ИТ приложенията, индустриалната употреба поставя по-високи изисквания към новите продукти. Разбира се, удобството при боравене с конектора не трябва да е за сметка на техническите изисквания.

Според пазарните анализатори един от основните принципи, следвани при разработката на иновации, е идеята, че индустриалната комуникация не е тема, запазена единствено за специалисти. Благодарение на използването на нови материали и свързващи технологии съвременните съединители могат да бъдат инсталирани лесно, дори от необучен персонал, без да са нужни допълнителни инструменти. Цветните маркировки в съединителите спомагат за избягването на грешки при свързване. В допълнение, ясни видео материали, до които може да се осъществи достъп чрез QR код върху опаковката, допринасят за това инсталацията да отговаря на изискванията за промишлена употреба.

Нарастващ набор от изисквания също оказва влияние върху разработката на нови продукти в областта на съединителните/кабелните технологии. Сред факторите е увеличаващата се скорост на обмен на данни, както и приложенията, в които броят на проводниците за Ethernet комуникация е по-малък и конекторите трябва да са устойчиви на откази и същевременно лесни за употреба. Потребителите вече очакват, че новите продукти могат да бъдат инсталирани, без да е необходимо прилагането на сложни тестови процедури.

Изграждането на комуникационни мрежи в индустрията все повече се доближава до нивото на опростеност, характерно за битовия сектор.

Друга основна тенденция е стремежът към намиране на единично решение вместо използването на множество компоненти и части. Индустриалният интернет на нещата (IIoT) е насочен към свързаността и обработката на данни в реално време от машини, фабрики, предприятия и вериги на доставките по цял свят. Това е движен от данни свят, където вземането на решения е по-бързо, рационално и ефективно, a фабриките са по-интелигентни, с общуващи помежду си, самообучаващи се и взаимно оптимизиращи се машини.

Уникалните ползи, които тези иновации предоставят, са фокусирани върху подобряването на ефективността на комуникационните мрежи. Повечето мрежи за автоматизация днес са изградени с различни комуникационни протоколи. В идеалния случай цялата мрежа ще бъде реализирана с Ethernet базирани съединители, което ще позволи да се елиминират нуждата от преобразувания между протоколите и ограниченията в информационния поток.

Инженерите са изправени пред редица предизвикателства в индустриалната среда. Мрежите стават все по-автоматизирани, сложни и децентрализирани, което налага необходимостта от по-добра свързаност на локално ниво. Това изисква решения, които не само не пропускат вода и прах, но са способни да устоят и на интензивни вибрации, удари и прекомерно високи температури.

 

 

ЕКСКЛУЗИВНО

Top