Dans l'industrie 4.0, les systèmes informatiques des réseaux de bâtiments et de bureaux fusionnent avec les réseaux industriels. Cela modifie considérablement la communication au sein de l'entreprise.
Les données, le bien le plus précieux de la numérisation industrielle, doivent être transmises de manière fiable et au bon moment entre tous les composants du réseau de données. Des températures élevées, un environnement huileux ou des interférences électromagnétiques imposent des exigences particulières à la construction des câbles de transmission de données. Les parties mobiles des machines ou les applications dans les robots exposent les câbles à des sollicitations mécaniques supplémentaires dues à la torsion ou à la flexion. Pour garantir une longue durée de vie dans ces applications, il est nécessaire de disposer d'une solution de communication industrielle adaptée.
En tant que leader mondial des solutions de connectivité, LAPP comprend totalement les défis de ses clients. Nos produits sont parfaitement adaptés aux applications industrielles et vous offrent des solutions pour connecter tous les composants de votre réseau de données, qu'il s'agisse d'un bras de robot ou de votre ordinateur portable de bureau.
L'armoire de commande principale
L'armoire de commande principale est l'unité de contrôle centrale de l'ensemble du système. Elle relie à la fois le niveau du bureau et les armoires de commande des machines entre elles.
D'un côté, les conditions à l'intérieur de l'armoire de commande principale sont bien contrôlées, sans qu'il y ait de sollicitations thermiques, chimiques ou mécaniques. D'un autre côté, les exigences les plus élevées en termes de vitesse de transmission de données et de fiabilité entrent en collision avec les incidents de compatibilité électromagnétique.
Toutes les exigences susmentionnées ont été prises en compte lors de la sélection des produits pour cette application.
- Les câbles Ethernet au mètre menant à l'armoire de commande sont raccordés à l'aide d'un connecteur de données RJ45 montable sur site.
- Câble de raccordement pré-assemblé avec connecteurs de données RJ45 dans l'armoire de commande pour le raccordement du PLC au système d'entraînement, système E/S décentralisé, HMI, Wifi, routeur, etc. Indice de protection IP20.
- Switchs non administrés et administrés - Les switchs administrés peuvent être utilisés pour la mise en place de réseaux redondants et disposent de nombreuses fonctions de diagnostic.
- Pare-feu pour la sécurité et la séparation du réseau via NAT (Network Address Translation). Permet de restreindre l'accès au reste du réseau de production.
La machine
Dans la machine, il existe différentes applications pour la communication Ethernet. Dans la plupart des cas, il s'agit de la communication entre la commande de machine et les capteurs/actionneurs de la machine.
Les produits utilisés dans la machine doivent être adaptés à l'environnement de la machine. Nous proposons toutes sortes d'applications, y compris fixes/flexibles/très flexibles, protégées/non protégées, de Cat.5 à Cat.7A, basées sur PROFINET/ETHERCAT/ETHERNET IP. Notre gamme comprend également des connecteurs offrant diverses classes de protection (IP20 – IP68) pour résister aux environnements huileux ou, en particulier, au nettoyage fréquent dans l’industrie alimentaire.
Chaque application dans la machine peut poser des exigences différentes au type de câble. Toutes les exigences doivent être prises en compte pour garantir une transmission de données ininterrompue et une longue durée de vie de la connexion.
- Câble de raccordement pré-assemblé avec connecteurs de données RJ45 dans l'armoire de commande et pour le raccordement à la machine. Indice de protection IP20.
- Câble de raccordement pré-assemblé avec connecteurs M8/M12 et câble avec gaine PUR ou TPE pour applications non protégées en dehors de l'armoire de commande.
- Switchs non administrés et administrés - Les switchs administrés peuvent être utilisés pour la mise en place de réseaux redondants et disposent de nombreuses fonctions de diagnostic.
- Câble Ethernet au mètre basé sur PROFINET/ETHERCAT/ETHERNET IP pour applications fixes/flexibles/très flexibles, avec différents matériaux/types de gaine selon les exigences de la spécification d'application.
- Câble de capteur au mètre pour applications flexibles/très flexibles, pour la connexion entre capteurs et actionneurs.
L'armoire de commande à l'armoire de commande
Dans la production d'usine habituelle, différentes armoires de commande de machines et machines sont reliées entre elles ou via l'armoire principale selon la topologie utilisée. Une communication Ethernet fiable entre ces unités garantit le fonctionnement parfait de l'ensemble de la ligne de production. Une défaillance éventuelle d'une ligne peut entraîner l'arrêt de toute la production. Pour le raccordement, on utilise des câbles Ethernet compatibles avec les applications en tray ou industrielles. Ils sont assemblés avec des connecteurs RJ45 montables sur site et connectés à des switchs administrés et non administrés.
Les câbles Ethernet utilisés pour cette application doivent être adaptés à l'installation de porte-câbles (par ex. non-propagateur de la flamme, sans halogène, classifié CPR, porte-câbles homologués UL) ou être posés dans la zone de production avec des exigences possibles en termes de résistance thermique, chimique, mécanique ou compatibilité électromagnétique.
- Câble en porte-câble pour utilisation aux États-Unis et testé par UL (États-Unis) en tant que PLTC (power limited tray cable) ou pour porte-câbles ouverts en tant que PLTC-ER (power limited tray cable exposed run)
- Longueurs de câble pour l'installation dans le porte-câble
- Connecteur de données RJ45 montable sur site avec indice de protection IP20 dans les armoires de distribution
- Les connecteurs en dehors de l'armoire de commande ont un indice de protection IP67
- Les commutateurs administrés peuvent être utilisés pour la mise en place de réseaux redondants et disposent de nombreuses fonctions de diagnostic
- Les gaines de câbles SKINTOP® et les inserts de connecteur rectangulaire d'automatisation DIX-M peuvent être utilisés pour assurer l'étanchéification correcte du passage de câble dans les armoires/machines.
Le robot
Les applications robotiques sont de plus en plus utilisées dans les usines industrielles modernes. Les robots industriels assurent une vitesse, une fiabilité et une qualité élevées et contribuent au final à la compétitivité de leur produit final. Cette application doit satisfaire à des exigences très spécifiques pour les câbles Ethernet et les accessoires de câbles.
Les câbles Ethernet assurent la transmission des données entre les capteurs, les caméras et les servomoteurs. Des exigences plus élevées en matière de vitesse de transmission de données existent surtout lorsque, par exemple, le processus est contrôlé visuellement par des caméras à haute résolution et à taux d'image élevé. La connexion Ethernet des pièces du robot commence dans une armoire de commande. Les câbles de transmission de données sont souvent posés à côté des câbles des servomoteurs, il est donc important de faire attention à la compatibilité électromagnétique.
Différents mouvements des parties des robots permettent de soumettre les câbles à des mouvements de flexion et de torsion à haute fréquence, associés à des sollicitations chimiques et mécaniques. Même dans ces conditions, le câble doit garantir une connexion de données fiable. Il suffit de faibles pertes de données pendant le mouvement pour provoquer une latence et entraîner l'arrêt de la production, voire, dans le pire des cas, mettre en danger des vies humaines.
Les câbles Ethernet LAPP spécialement développés pour la robotique conviennent parfaitement à ces applications.
- Les faisceaux de câbles (appelés « dress-packs ») de la base du robot à la poignée doivent être résistants aux torsions et robustes
- Les brins doivent être connectables afin qu'ils puissent être remplacés rapidement et facilement en cas d'entretien. Pour cela, il est possible d'utiliser des connecteurs à bride EPIC® DATA fixés à la base du robot pour le raccordement du dress-pack.
- Les connecteurs du robot ont un indice de protection IP67 pour assurer la protection contre l'humidité, la saleté et les vibrations
La chaîne porte-câbles
Dans les applications industrielles, il existe souvent des mouvements linéaires horizontaux ou verticaux. Une application typique est l'installation de câbles Ethernet dans une chaîne porte-câbles avec d'autres câbles et gaines. Le câble doit résister à de fréquentes courbures, accélérations et contacts physiques avec d'autres parties de la chaîne porte-câbles.
Les câbles Ethernet pour de telles applications doivent présenter certaines caractéristiques, telles qu'un petit rayon de courbure, un nombre élevé de cycles de courbure, une résistance à l'accélération et à l'abrasion. En raison de l'espace limité dans la chaîne porte-câbles, la compatibilité électromagnétique peut être une autre caractéristique importante. En particulier pour les classes de débit supérieures Cat. 6a ou plus, les courbures fréquentes peuvent représenter un défi de taille pour la conception du câble.
- Les câbles doivent être connectables afin qu'ils puissent être remplacés rapidement et facilement en cas de maintenance. Les connecteurs à bride EPIC® DATA sont parfaitement adaptés à cet effet
- En raison des vibrations et de la saleté sur la machine, des câbles de raccordement compatibles avec les chaînes porte-câbles sont utilisés avec des connecteurs surmoulés pour garantir une étanchéité élevée avec une classe de protection IP67.
- D'autres connecteurs, comme par ex. le câblage des capteurs/actionneurs, possèdent également un indice de protection IP67
Le bâtiment ou le bureau
Le réseau de bâtiments ou de bureaux relie les ordinateurs, les serveurs et les installations entre eux et à Internet. Les câbles Ethernet et les câbles de raccordement Ethernet utilisés dans ces applications doivent souvent être sans halogène, non propagateurs de la flamme et certifiés CPR afin de ne présenter aucun danger pour la vie humaine en cas d'incendie dans le bâtiment. Pour la connexion entre les bâtiments, les câbles en fibre optique assurent une transmission de données à la vitesse la plus élevée.
- Les câbles LAN ETHERLINE® à base de cuivre sont utilisés pour des distances jusqu'à 100 m.
- Les câbles à fibre optique sont utilisés sur de grandes distances, pour la connexion entre deux bâtiments ou à l'intérieur de bâtiments. Différents connecteurs, tels que le connecteur SC, sont utilisés pour la transmission de données en fibre optique.
- Les câbles Breakout HITRONIC® sont utilisés pour le câblage dans les bâtiments.
- Les câbles extérieurs HITRONIC® sont utilisés pour le câblage extérieur et le câblage entre bâtiments. Les câbles en pose fixe sont raccordés à des boîtiers d'épissure de la série HITRONIC® SBX.
- Sur les boîtiers d'épissure, des câbles de raccordement à fibre optique HITRONIC® sont utilisés pour le raccordement des appareils.
- Les câbles LAN ETHERLINE® de la catégorie Cat.7 ou supérieure sont utilisés pour le câblage de bureaux et sont installés de manière fixe dans le bâtiment.
- Le connecteur RJ45 est utilisé pour la transmission de données à base de cuivre
- Câble de raccordement LAN CAT.6A pour utilisation dans les environnements de bureau
Application sur le terre
Les processus de production dans les installations en chaînes sont souvent organisés linéairement. C'est ce qu'on appelle également le câblage bus ou Daisy Chain. Cela signifie que différents composants sont reliés les uns aux autres en série. Le premier composant est généralement la commande dans l'armoire de commande, à partir de laquelle le câble Ethernet est conduit vers les systèmes d'E/S décentralisés ainsi que les capteurs et actionneurs le long de l'installation.
Les câbles Ethernet et accessoires de câbles pour cette application doivent satisfaire à certaines exigences sur le lieu de leur utilisation. Ils peuvent être installés aussi bien dans des zones protégées que dans des zones non protégées. Ils doivent être résistants aux détergents utilisés dans le traitement des denrées alimentaires, aux différents types d'huiles utilisés dans le traitement des métaux ou à des températures élevées ou basses.
LAPP propose une large gamme de câbles Ethernet et d'accessoires pour toutes sortes d'applications industrielles. Nos experts sont prêts à vous conseiller sur le choix du produit adapté.
- Le raccordement du PLC dans l'armoire de commande aux systèmes d'E/S sur le terrain est réalisé par des câbles ETHERLINE® à base de cuivre ou des câbles de raccordement
- Sur le terrain, le raccordement décentralisé au capteur ou à l'actionneur s'effectue via un connecteur M12. Ceux-ci possèdent la classe de protection IP67.