In Industrie 4.0 smelten informaticasystemen van gebouw- en kantoornetwerken samen met industriële netwerken. Dat verandert de bedrijfsoverschrijdende communicatie aanzienlijk.
Gegevens, het kostbaarste goed van de industriële digitalisering, moeten betrouwbaar en op het juiste moment tussen alle componenten van het datanetwerk worden overgedragen. Hogere temperaturen, een olieachtige omgeving of elektromagnetische storingen stellen bijzondere eisen aan de opbouw van de datakabels. Bewegende machineonderdelen of toepassingen in robots stellen de kabels bloot aan extra mechanische belasting door torsie of buiging. Om in deze toepassingen een lange levensduur te garanderen, is het noodzakelijk om de juiste oplossing voor industriële communicatie te hebben.
Als een van de wereldwijd toonaangevende aanbieders van verbindingsoplossingen begrijpen wij bij LAPP de uitdagingen van onze klanten zeer goed. Onze producten zijn perfect afgestemd op industriële toepassingen en bieden u oplossingen om alle componenten van uw datanetwerk met elkaar te verbinden, of het nu gaat om een robotarm of uw office-notebook.
De hoofdschakelkast
De hoofdschakelkast is de centrale besturingseenheid van het hele systeem. Deze verbindt zowel het kantoorniveau als de afzonderlijke schakelkasten in de machine met elkaar.
Enerzijds zijn de omstandigheden in het binnenste van de hoofdschakelkast goed gecontroleerd, zonder dat er temperatuur-, chemische of mechanische belastingen optreden. Anderzijds botsen de hoogste eisen aan datasnelheid en betrouwbaarheid met de vereisten ter voorkoming van EMC-incidenten.
Met alle bovengenoemde eisen werd bij de productkeuze voor deze toepassing rekening gehouden.
De machine
In de machine zijn verschillende toepassingen voor de ethernetcommunicatie. In de meeste gevallen gaat het om de communicatie tussen machinebesturing en sensoren/actuatoren in de machine.
De in de machine gebruikte producten moeten geschikt zijn voor de machineomgeving. We hebben allerlei soorten toepassingen, inclusief vast/flexibel/hoogflexibel, beschermd/onbeschermd, van cat.5 tot cat.7A, gebaseerd op PROFINET/ETHERCAT/ETHERNET IP. En daarnaast connectoren met verschillende beschermklassen (IP20 – IP68), om in olieachtige omgevingen of speciaal in de voedingsmiddelenindustrie bestand te zijn tegen frequente reiniging.
Elke toepassing binnen de machine kan verschillende eisen stellen aan het kabeltype. Alle eisen moeten in aanmerking worden genomen, om een onderbrekingsvrije gegevensoverdracht en een lange levensduur van de verbinding te garanderen.
Schakelkast naar schakelkast
In de gebruikelijke fabrieksproductie zijn verschillende schakelkasten in de machines en machines afhankelijk van de gebruikte topologie, via de hoofdkast of met elkaar verbonden. Een betrouwbare ethernetcommunicatie tussen deze eenheden garandeert de onberispelijke werking van de gehele productielijn. Een mogelijke storing van een lijn kan de gehele productie tot stilstand brengen. Voor de verbinding worden tray- of industrieel geschikte ethernetkabels gebruikt. Zij worden met ter plaatse monteerbare RJ45-stekkers voorgemonteerd en met managed of unmanaged switches verbonden.
Ethernetkabels die voor deze toepassing worden gebruikt, moeten geschikt zijn voor de installatie van kabeldragers (bijv. vlamvertragend, halogeenvrij, CPR-geclassificeerd, UL-kabeldragers goedgekeurd) of door het productiegebied met mogelijke eisen aan temperatuur-, chemische, mechanische of EMC-bestendigheid worden geïnstalleerd.
De robot
Robotoepassingen worden steeds vaker in moderne industriële fabrieken gebruikt. Industriële robots zorgen voor hoge snelheid, betrouwbaarheid, kwaliteit en dragen uiteindelijk bij aan het concurrentievermogen van hun eindproduct. Deze toepassing heeft zeer specifieke eisen aan ethernetkabels en kabelaccessoires.
Ethernetkabels zorgen voor de gegevensoverdracht tussen sensoren, camera's en servomotoren. Er zijn vooral hogere eisen aan de datasnelheid wanneer bijvoorbeeld het proces door camera's met hoge resolutie en hoge framesnelheid visueel wordt gecontroleerd. De ethernetverbinding van de robotonderdelen begint in een schakelkast. De datakabels worden vaak naast de kabels van de servomotoren geïnstalleerd, daarom is het belangrijk om op de EMC te letten.
Door verschillende bewegingen van robotonderdelen kunnen de kabels met hoge frequentie van buig- en torsiebewegingen, gecombineerd met chemische en mechanische belasting, worden belast. Ook onder deze omstandigheden moet de kabel een betrouwbare dataverbinding garanderen. Zelfs geringe gegevensverliezen tijdens de beweging kunnen een vertraging veroorzaken en tot productiestop leiden of in het ergste geval zelfs mensenlevens in gevaar brengen.
De speciaal ontwikkelde robotica-ethernetkabels van LAPP zijn optimaal geschikt voor deze toepassingen.
De kabelrups
In industriële toepassingen worden vaak lineaire horizontale of verticale bewegingen gemaakt. Een typische toepassing is dat ethernetkabels in een kabelrups samen met andere kabels en slangen zijn geïnstalleerd. De kabel moet bestand zijn tegen frequente buigingen, versnellingen en fysiek contact met andere delen in de kabelrups.
Ethernetkabels voor dergelijke toepassingen moeten bepaalde eigenschappen hebben, zoals bijv. een kleine buigradius, bestand zijn tegen een hoog aantal buigcycli en versnellings- en slijtvast zijn. Vanwege de beperkte ruimte binnen de kabelrups kan EMC een andere belangrijke eigenschap zijn. Vooral bij hogere bitsnelheidsklassen cat. 6a of hoger kunnen frequente buigingen een grote uitdaging voor het kabelontwerp vormen.
Gebouw of kantoor
Het gebouw- of kantoornetwerk verbindt computers, servers en de installaties met elkaar en met het internet. Ethernetkabels en ethernet-patchkabels die in deze toepassingen worden gebruikt, moeten vaak halogeenvrij, vlamvertragend en CPR-gecertificeerd zijn, zodat ze in geval van brand in het gebouw geen gevaar voor mensenlevens vormen. Voor de verbinding tussen de gebouwen zorgen optische vezelkabels voor een gegevensoverdracht met de hoogste snelheid.
De veldtoepassing
Productieprocessen in gekoppelde installaties zijn vaak lineair gerangschikt. Dit wordt ook busbekabeling of Daisy Chain genoemd. Het betekent dat verschillende componenten in serie achter elkaar zijn aangesloten. De eerste component is meestal de besturing in de schakelkast, van waaruit de ethernetkabel naar de gedecentraliseerde I/O-systemen en de sensoren en actuatoren door de installatie wordt geleid.
Ethernetkabels en kabelaccessoires voor deze toepassing moeten op de plaats van toepassing aan bepaalde eisen voldoen. Ze kunnen zowel in beschermde als in niet-beschermde omgevingen worden geïnstalleerd. Zij moeten o.a. bestand zijn tegen reinigingsmiddelen in de voedingsmiddelenverwerking, verschillende soorten oliën in de metaalverwerking of hoge resp. lage temperaturen.
LAPP heeft een breed portfolio aan ethernetkabels en accessoires voor allerlei industriële toepassingen in het programma. Onze experts staan klaar om u te adviseren bij de juiste productkeuze.