Gli ingegneri di produzione possono provare la frustrazione di dover fermare una linea di produzione a causa di un guasto al controller del motore, ma riparare il controller richiede la rimozione di dozzine di cavi di collegamento. I tecnici cercano il circuito nel cablaggio e sperano di trovare quello corretto tra centinaia di cavi con aspetto simile. Bastano pochi minuti per completare il lavoro. Questa situazione evidenzia le sfide delle connessioni elettriche negli ambienti industriali. Inizialmente i sistemi cablati sembrano essere convenienti, ma creano inefficienze nascoste, che aumentano nel corso della vita dell'apparecchiatura, e la natura del problema è la natura rigida della connessione cablata. Fortunatamente, sono ora disponibili soluzioni di connettori modulari (Figura 1) per soddisfare i requisiti in continua evoluzione mantenendo al contempo un'affidabilità di livello industriale.
HARTING Han-Modular ® Sistema di connettori modulari
Figura 1: Sistema di connettori modulari Han-Moular ®. Fonte immagine: HARTING)
L'origine della tecnologia di connessione industriale standardizzata
Nel 1945, Wilhelm HART si rese conto che gli sviluppi industriali del dopoguerra necessitavano di soluzioni di connettività significativamente diverse dai progetti esistenti. Partendo da un piccolo impianto di riparazione a Minden, in Germania, HART ha sviluppato un prodotto successivamente noto come Heavy-Duty Connector (HDC), stabilendo così i principi che ancora oggi influenzano la progettazione delle connessioni industriali.
La costruzione di design di connettori rettangolari rappresenta una svolta rispetto al design circolare che inizialmente dominava le applicazioni militari e aerospaziali. La struttura rettangolare migliora l'utilizzo dello spazio del pannello di controllo industriale e realizza una maggiore densità di contatti all'interno di un ingombro standardizzato. La linea di connettori Han è stata introdotta prima del boom industriale degli anni '60, dimostrando come le connessioni robuste e standardizzate gestiscano più media e resistano agli ambienti vegetali difficili.
Questo accumulo storico è molto importante perché la tecnologia Han-M ha ereditato direttamente il principio collaudato. Non si tratta di reinventare il concetto di base, ma di una combinazione di design comprovati con i materiali, le tecnologie di produzione e le capacità di integrazione più recenti.
Progettazione del sistema di connessione modulare decostruito
La tecnologia Han-M di HARTING adotta la modalità di costruzione modulare. Gli ingegneri possono selezionare singoli moduli in base alle esigenze specifiche di mezzi quali alimentazione, segnale, dati, aria, ecc. e combinare questi elementi costitutivi in involucri protettivi progettati per l'ambiente specifico.
Il modulo Han-M può gestire supporti specifici all'interno del gruppo connettore, ad esempio, il modulo di alimentazione può fornire da 16 A a 200 A per applicazioni con carichi pesanti, il modulo di segnale può supportare circuiti di controllo a bassa tensione e il modulo di comunicazione per connessioni Ethernet, bus di campo o fibra ottica. Gli ingegneri possono combinare questi diversi tipi di moduli all'interno dello stesso telaio di montaggio, eliminando la necessità di installare connettori individualmente per ciascun mezzo. L'involucro protettivo fornisce supporto meccanico e tenuta ambientale per la combinazione di moduli, con involucri standardizzati che vanno dalle configurazioni compatte Han 6B a Han 48B (Figura 2), adatte per requisiti multimediali/per carichi pesanti.
Custodia per montaggio a paratia HARTING Han 48B
Figura 2: Esempio di custodia per montaggio a pannello Han 48B. Fonte immagine: HARTING)
A seconda della gravità dell'applicazione, viene utilizzata una struttura di tenuta graduata per la protezione dell'ambiente. Il grado di protezione di base IP65 protegge dall'ingresso di polvere e acqua, cosa comune nella maggior parte degli impianti di produzione. D'altro canto, Han-Mconnector soddisfa una specifica IP69K più resistente per resistere alle procedure di lavaggio ad alta pressione richieste per la lavorazione alimentare e la produzione farmaceutica.
I connettori Han-M incorporano una varietà di caratteristiche di sicurezza per eliminare gli errori di connessione. Il sistema di calettamento meccanico utilizza un elemento guida dalla forma unica che consente di collegare insieme solo teste maschio e femmina correttamente abbinate. Questo design fisico impedisce ai tecnici di collegare connettori incompatibili, che rappresentano errori di cablaggio comuni nelle connessioni cablate. I sistemi di codifica eliminano direttamente e completamente i falsi collegamenti senza fare affidamento su etichette di cablaggio o schemi elettrici che diventano confusi nel tempo.
HARTING con DigiKey: lancio di Han Configurator
Le specifiche dei connettori pongono sfide ai flussi di lavoro di progettazione. Gli ingegneri devono verificare personalmente le specifiche dei componenti di più schede tecniche, confermare le valutazioni ambientali e verificare i requisiti di compatibilità per ciascun tipo di connettore. Questo processo richiede molto tempo e manodopera, il che influenzerà la pianificazione del progetto e porterà a errori di selezione.
Per risolvere questo problema, DigiKey in collaborazione con HART ha lanciato uno strumento di progettazione integrato che verifica e seleziona automaticamente i componenti. Utilizzando Han Configurator ® Configurator gli ingegneri possono inserire requisiti di sistema come tipo medio, corrente nominale e livello di protezione e ricevere informazioni di feedback in tempo reale sulla compatibilità dei componenti e sullo stato dell'alimentazione. Il configuratore utilizza una logica di selezione basata su regole per prevenire combinazioni incompatibili e fornire alternative quando la selezione è in conflitto. Il configuratore fornisce inoltre viste multiple dei componenti configurati, consentendo agli ingegneri di verificare l'idoneità meccanica e i requisiti di cablaggio prima dell'approvvigionamento.
Il configuratore Han Configurator genera anche una documentazione completa, come una distinta base con i prezzi correnti e lo stato della fornitura. L'integrazione diretta con il sistema di approvvigionamento di DigiKey aiuta a eliminare la creazione manuale di elenchi di parti e l'effettuazione di ordini. Gli ingegneri possono utilizzare strumenti di post-confronto per valutare alternative modulari e cablate o librerie preconfigurate come punto di partenza per applicazioni generiche intersettoriali.