Инженеры-технологи могут испытывать разочарование в случае остановки производственной линии из-за отказа контроллера двигателя, но для ремонта контроллера требуется отсоединить десятки соединительных проводов. Техники ищут цепь в жгуте проводов и надеются найти нужную среди сотен проводов похожего внешнего вида. Для завершения работы потребуется всего несколько минут. Эта ситуация подчеркивает проблемы электрических соединений в промышленных условиях. Поначалу проводные системы кажутся экономически эффективными, но создают скрытую неэффективность, которая возрастает в течение срока службы оборудования, а природа проблемы заключается в жестком характере проводного соединения. К счастью, теперь доступны модульные решения для разъемов (рис. 1), отвечающие меняющимся требованиям, сохраняя при этом надежность промышленного уровня.
Модульная система разъемов HARTING Han-Modular®
Рис. 1. Модульная соединительная система Han-Moular ®. Источник изображения: ХАРТИНГ)
Происхождение стандартизированной технологии промышленного подключения
В 1945 году Вильгельм Харт понял, что для послевоенного промышленного развития необходимы решения для подключения, которые значительно отличались от существующих конструкций. Начав с небольшого ремонтного предприятия в Миндене, Германия, компания HART разработала продукт, позже известный как разъем для тяжелых условий эксплуатации (HDC), установив тем самым принципы, которые до сих пор влияют на проектирование промышленных соединений.
Конструкция прямоугольных разъемов представляет собой прорыв по сравнению с круглыми разъемами, которые первоначально доминировали в военных и аэрокосмических приложениях. Прямоугольная структура улучшает использование пространства промышленной панели управления и обеспечивает более высокую плотность контактов в пределах стандартизированной площади. Линия разъемов Han была представлена еще до промышленного бума 1960-х годов и продемонстрировала, насколько надежные стандартизированные соединения справляются с различными средами и выдерживают суровые производственные условия.
Это историческое накопление очень важно, поскольку технология Хань-М напрямую унаследовала проверенный принцип. Это не переосмысление базовой концепции, а сочетание проверенных конструкций с новейшими материалами, технологиями производства и возможностями интеграции.
Проектирование деконструированной модульной системы соединений
Технология Han-M от HARTING использует модульную конструкцию. Инженеры могут выбирать отдельные модули в зависимости от конкретных потребностей в таких средах, как питание, сигнал, данные, воздух и т. д., и объединять эти строительные блоки в защитные корпуса, предназначенные для конкретной среды.
Модуль Han-M может работать с определенными средами внутри узла разъема, например, модуль питания может обеспечивать ток от 16 А до 200 А для приложений с большой нагрузкой, модуль сигналов может поддерживать низковольтные цепи управления, а модуль связи для соединений Ethernet, полевой шины или оптоволокна. Инженеры могут комбинировать эти разные типы модулей в одной монтажной раме, устраняя необходимость устанавливать разъемы индивидуально для каждой среды. Защитный корпус обеспечивает механическую поддержку и защиту от воздействия окружающей среды для комбинации модулей. Стандартизированные корпуса варьируются от компактных конфигураций Han 6B до Han 48B (рис. 2), подходящих для тяжелых условий эксплуатации и мультимедийных требований.
Корпус для переборочного монтажа HARTING Han 48B
Рисунок 2: Пример корпуса Han 48B для монтажа на панели. Источник изображения: ХАРТИНГ)
В зависимости от сложности применения для защиты окружающей среды используется ступенчатая структура уплотнения. Базовая степень защиты IP65 защищает от попадания пыли и воды, что распространено на большинстве производственных объектов. С другой стороны, разъем Han-M соответствует более строгой спецификации IP69K, чтобы выдерживать процедуры промывки под высоким давлением, необходимые в пищевой и фармацевтической промышленности.
Соединители Han-M включают в себя множество функций безопасности, позволяющих исключить ошибки подключения. Механическая система ключей использует направляющий элемент уникальной формы, который позволяет соединять вместе только правильно подобранные мужские и женские головки. Такая физическая конструкция не позволяет техническим специалистам подключать несовместимые разъемы, что является распространенной ошибкой при проводных соединениях. Системы кодирования напрямую и полностью исключают ложные соединения, не полагаясь на маркировку проводов или принципиальные схемы, которые со временем становятся размытыми.
HARTING с DigiKey: запуск конфигуратора Han
Спецификации разъемов создают проблемы для инженерных рабочих процессов. Инженеры должны лично сверяться со спецификациями компонентов из нескольких спецификаций, подтверждать экологические рейтинги и проверять требования совместимости для каждого типа разъемов. Этот процесс требует много времени и труда, что повлияет на график проекта и приведет к ошибкам выбора.
Чтобы решить эту проблему, компания DigiKey совместно с HART запустила интегрированный инструмент проектирования, который автоматически проверяет и выбирает компоненты. Инженер, использующий Han Configurationator ® Конфигуратор, может вводить системные требования, такие как тип среды, номинальный ток и уровень защиты, а также получать в режиме реального времени информацию о совместимости компонентов и состоянии питания. Конфигуратор использует логику выбора на основе правил, чтобы предотвратить несовместимые комбинации и предоставить альтернативы, когда их выбор конфликтует. Конфигуратор также предоставляет несколько представлений сконфигурированных компонентов, что позволяет инженерам проверить механическую пригодность и требования к кабелям перед закупкой.
Конфигуратор Han Configurationator также генерирует полную документацию, например, спецификацию материалов с текущими ценами и статусом поставок. Прямая интеграция с системой закупок DigiKey помогает исключить ручное создание списков деталей и размещение заказов. Инженеры могут использовать инструменты пост-сравнения для оценки модульных и аппаратных альтернатив или предварительно сконфигурированных библиотек в качестве отправной точки для создания межотраслевых универсальных приложений.