Inżynierowie zajmujący się produkcją mogą odczuwać frustrację związaną z wyłączeniem linii produkcyjnej z powodu nieprawidłowego działania sterownika silnika, ale naprawa tego sterownika wymaga demontażu dziesiątek przewodów łączących. Technicy szukają obwodów w wiązce przewodów, mając nadzieję, że wśród setek przewodów o podobnym wyglądzie znajdą właściwy. Pierwotnie ukończenie trwało tylko kilka minut, ale zajęło to kilka godzin. Sytuacja ta uwypukla wyzwania, jakie stwarzają połączenia elektryczne w środowiskach przemysłowych. Systemy przewodowe początkowo wydają się opłacalne, ale mogą powodować ukrytą nieefektywność, która pogłębia się w trakcie cyklu życia urządzenia, a istota problemu leży w sztywnym charakterze połączeń przewodowych. Na szczęście można obecnie zastosować modułowe rozwiązania w zakresie złączy (rysunek 1), które mogą sprostać stale zmieniającym się wymaganiom, zachowując jednocześnie niezawodność na poziomie przemysłowym.
HARTING Han-Modular ® Modularny system złączy
Rysunek 1: System złączy Han Modular ® Modular. (Źródło obrazu: HARTING)
Pochodzenie znormalizowanej technologii połączeń przemysłowych
W 1945 roku Wilhelm HARTING zdał sobie sprawę, że powojenny rozwój przemysłu wymagał rozwiązań przyłączeniowych całkowicie odmiennych od istniejących projektów. Zaczynając od małego warsztatu naprawczego w Minden w Niemczech, firma HARTING opracowała produkt znany później jako złącze Heavy Duty Connector (HDC), ustanawiając zasady, które do dziś wpływają na projektowanie połączeń przemysłowych.
W porównaniu do okrągłej konstrukcji, która początkowo dominowała w zastosowaniach wojskowych i lotniczych, konstrukcja złącza prostokątnego osiągnęła przełom. Prostokątna struktura poprawia wykorzystanie przestrzeni przemysłowych paneli sterowania i zapewnia większą gęstość styków w ramach znormalizowanej powierzchni. Seria złącz Han została wprowadzona na rynek przed boomem przemysłowym w latach 60. XX wieku, demonstrując, jak solidne i trwałe znormalizowane połączenia mogą obsługiwać wiele mediów i wytrzymywać trudne warunki fabryczne.
Ta historyczna kumulacja jest niezwykle ważna, ponieważ technologia Han Modular bezpośrednio dziedziczy sprawdzone zasady. Nie chodzi tu o wymyślanie na nowo podstawowych koncepcji, ale o łączenie sprawdzonych projektów z najnowszymi materiałami, technologiami produkcji i możliwościami integracji.
Dekonstrukcja modułowego systemu połączeń
Technologia Han Modular firmy HARTING wykorzystuje podejście modułowe. Inżynierowie mogą wybierać poszczególne moduły w oparciu o specyficzne wymagania mediów, takich jak zasilanie, sygnały, dane, powietrze itp., i łączyć te moduły w obudowy ochronne zaprojektowane specjalnie dla określonych środowisk.
Moduły Han Modular mogą obsługiwać określone media w elementach złączy, na przykład moduły zasilania mogą dostarczać prąd od 16 A do 200 A do zastosowań o dużych obciążeniach, moduły sygnałowe mogą obsługiwać niskonapięciowe obwody sterujące, a moduły komunikacyjne do połączeń Ethernet, magistrali polowej lub światłowodów. Inżynierowie mogą łączyć te różne typy modułów w ramach tego samego zestawu montażowego, eliminując potrzebę instalowania złączy oddzielnie dla każdego medium. Obudowa ochronna zapewnia wsparcie mechaniczne i uszczelnienie środowiskowe dla kombinacji modułów, ze znormalizowanymi obudowami, od kompaktowych konfiguracji Han 6B do Han 48B (rysunek 2), odpowiednich do wymagań ciężkich/multimedialnych.
HARTING Han 48B Obudowa do montażu przelotowego
Rysunek 2: Przykład powłoki do montażu przelotowego Han 48B. (Źródło obrazu: HARTING)
W zależności od powagi zastosowania, w celu ochrony środowiska przyjęto stopniowaną strukturę uszczelniającą. Podstawowy stopień ochrony IP65 pozwala zapobiec przedostawaniu się kurzu i wody, co jest powszechne w większości zakładów produkcyjnych. Z drugiej strony złącza Han Modular mają wyższą specyfikację IP69K i są w stanie wytrzymać procedury płukania pod wysokim ciśnieniem wymagane w przetwórstwie żywności i produkcji farmaceutycznej.
Złącze Han Modular integruje wiele funkcji bezpieczeństwa, aby wyeliminować błędy połączenia. Mechaniczny system sterowania kluczem wykorzystuje elementy prowadzące o unikalnym kształcie, które pozwalają na połączenie ze sobą wyłącznie prawidłowo dopasowanych główek męskich i żeńskich. Taka fizyczna konstrukcja może uniemożliwić technikom podłączenie niezgodnych złączy, co jest częstym błędem w okablowaniu w przypadku połączeń przewodowych. Kluczowy system sterowania może bezpośrednio i całkowicie wyeliminować błędne połączenia bez polegania na etykietach okablowania lub schematach obwodów, które z biegiem czasu stają się niewyraźne.
Współpraca HARTING i DigiKey: Uruchomienie konfiguratora Han
Specyfikacje złączy postawiły wiele wyzwań w procesie inżynieryjnym. Inżynierowie muszą osobiście zapoznać się ze specyfikacjami komponentów z wielu arkuszy danych, potwierdzić parametry środowiskowe i zweryfikować wymagania dotyczące kompatybilności dla każdego złącza. Proces ten jest czasochłonny i pracochłonny, co może mieć wpływ na postęp projektu i powodować błędy w wyborze.
Aby rozwiązać ten problem, DigiKey i HARTING wspólnie uruchomiły zintegrowane narzędzie projektowe, które może automatycznie weryfikować i wybierać komponenty. Inżynierowie korzystają z Han Configurator ® Konfigurator może wprowadzić wymagania systemowe, takie jak typ medium, prąd znamionowy i poziom ochrony, a także otrzymać w czasie rzeczywistym informacje zwrotne na temat kompatybilności komponentów i stanu zasilania. Konfigurator przyjmuje logikę wyboru opartą na regułach, aby zapobiegać niekompatybilnym kombinacjom i zapewniać alternatywne rozwiązania w przypadku konfliktu wyborów. Ten konfigurator może również wyświetlać skonfigurowane komponenty z wielu perspektyw, umożliwiając inżynierom weryfikację zgodności mechanicznej i wymagań dotyczących prowadzenia kabli przed zakupem.
Konfigurator Han może również generować kompletne dokumenty, takie jak zestawienie materiałów zawierające aktualne ceny i stan dostaw. Bezpośrednia integracja z systemem zaopatrzenia DigiKey pomaga wyeliminować ręczne tworzenie list części i zadań związanych z zamawianiem. Inżynierowie mogą używać narzędzi do porównywania końcowego w celu oceny alternatyw modułowych i przewodowych lub wstępnie skonfigurowanych bibliotek jako punktu wyjścia dla zastosowań międzybranżowych.