W Przemyśle 4.0 systemy informatyczne sieci budynkowych i biurowych łączą się z sieciami przemysłowymi. To znacząco zmienia komunikację w firmach.
Dane, najcenniejszy zasób cyfryzacji przemysłu, muszą być przesyłane niezawodnie i we właściwym czasie między wszystkimi elementami sieci danych. Wyższe temperatury, zaolejone środowisko lub zakłócenia elektromagnetyczne stawiają specjalne wymagania dotyczące konstrukcji kabli do transmisji danych. Ruchome części maszyn lub zastosowania w robotach narażają kabel na dodatkowe obciążenia mechaniczne spowodowane skręceniem lub zginaniem. Aby zagwarantować długą żywotność w tych aplikacjach, konieczne jest posiadanie odpowiedniego rozwiązania do komunikacji przemysłowej.
Jako jeden z wiodących na świecie dostawców rozwiązań w zakresie połączeń, my w LAPP doskonale rozumiemy wyzwania naszych klientów. Nasze produkty doskonale nadają się do zastosowań przemysłowych i oferują rozwiązania do podłączania wszystkich komponentów sieci danych, niezależnie od tego, czy chodzi o ramię robota, czy notebook biurowy.
Główna rozdzielnica
Główna rozdzielnica jest centralną jednostką sterowniczą całego systemu. Łączy zarówno poziom biurowy, jak i poszczególne rozdzielnice maszyn.
Z jednej strony warunki wewnątrz głównej rozdzielnicy są dobrze kontrolowane, bez temperatury, obciążeń chemicznych lub mechanicznych. Z drugiej strony, wysokie wymagania dotyczące szybkości transmisji danych i niezawodności zderzają się z incydentami EMC.
Wszystkie powyższe wymagania zostały wzięte pod uwagę przy wyborze produktu do tego zastosowania.
- Przewody Ethernet sprzedawane na metry, prowadzące do rozdzielnicy, są podłączone za pomocą złącza RJ45 do montażu w terenie.
- Konfekcjonowany kabel krosowy ze złączami danych RJ45 w rozdzielnicy do podłączenia PLC do układu napędowego, zdecentralizowanego systemu I/O, HMI, Wi-Fi, routera itp. Stopień ochrony IP20.
- Przełączniki niezarządzane lub zarządzane - przełączniki zarządzane mogą być używane do tworzenia redundantnych sieci i mają rozległe funkcje diagnostyczne.
- Zapora ogniowa zapewniająca bezpieczeństwo i rozdzielenie sieci przez NAT (Network Address Translation). Umożliwia ograniczenie dostępu z pozostałej części sieci produkcyjnej.
Maszyna
Istnieją różne zastosowania komunikacji Ethernet w maszynie. W większości przypadków dotyczy to komunikacji między sterownikiem maszyny a czujnikami/elementami wykonawczymi w maszynie.
Produkty stosowane w maszynie muszą być odpowiednie do otoczenia maszyny. Oferujemy różnego rodzaju zastosowania, w tym stałe/elastyczne/wysoce elastyczne, chronione/niechronione, od kategorii 5 do kategorii 7A, w oparciu o PROFINET/ETHERCAT/ETHERNET IP. Również złącza o różnych klasach ochrony (IP20 – IP68) do wytrzymywania otoczenia olejowego lub częstego czyszczenia, zwłaszcza w przemyśle spożywczym.
Każde zastosowanie w maszynie może mieć różne wymagania dotyczące rodzaju kabla. Wszystkie muszą być brane pod uwagę, aby zagwarantować nieprzerwaną transmisję danych i długą żywotność połączenia.
- Konfekcjonowany kabel krosowy ze złączami danych RJ45 w rozdzielnicy i do podłączenia do maszyny. Klasa ochrony IP20.
- Konfekcjonowany kabel krosowy ze złączami M8/M12 i przewodem z płaszczem z PUR lub TPE do zastosowań niezabezpieczonych poza szafą sterowniczą.
- Przełączniki niezarządzane lub zarządzane - przełączniki zarządzane mogą być używane do tworzenia redundantnych sieci i mają rozległe funkcje diagnostyczne.
- Kabel ethernetowy PROFINET/ETHERCAT/ETHERNET IP do zastosowań stałych/elastycznych/wysoce elastycznych, z różnymi materiałami/typami płaszcza w zależności od specyfikacji wymaganego zastosowania.
- Kabel czujnikowy do zastosowań giętkich/wysoce giętkich, do połączeń między czujnikami a elementami wykonawczymi.
Od rozdzielnicy do rozdzielnicy
W standardowej produkcji fabrycznej różne rozdzielnice i maszyny są połączone przez szafę główną lub między sobą, w zależności od zastosowanej topologii. Niezawodna komunikacja Ethernet między tymi jednostkami zapewnia bezbłędne funkcjonowanie całej linii produkcyjnej. Ewentualne uszkodzenie linii może doprowadzić do zatrzymania całej produkcji. Do połączeń stosowane są przewody w korytach lub ethernetowe przemysłowe. Montowane są ze złączami RJ45 do montażu na obiekcie i podłączane do przełączników zarządzanych lub nie zarządzanych.
Przewody ethernetowe stosowane w tym zastosowaniu muszą być odpowiednie do montażu w uchwytach kablowych (np. niepodtrzymujące płomieni, bezhalogenowe, klasyfikowane CPR, uchwyty kablowe z aprobatą UL) lub być instalowane w obszarach produkcyjnych o możliwych wymaganiach dotyczących odporności na temperaturę, chemikalia, mechanikę lub EMC.
- Kabel w korycie kablowym do użytku w USA, testowany przez Underwriter Laboratories (USA) jako PLTC (Power Limited Tray Cable) lub do otwartych koryt kablowych jako PLTC-ER (Power Limited Tray Cable Exposed Run)
- Kabel cięty na długość do montażu w uchwycie kablowym
- Złącze danych RJ45 do montażu na obiekcie, klasa ochrony IP20 w rozdzielnicach
- Złącza znajdujące się poza rozdzielnicą posiadają klasę ochrony IP67
- Przełączniki zarządzane mogą być używane do tworzenia redundantnych sieci i posiadają rozległe funkcje diagnostyczne
- Dławnice kablowe SKINTOP® i wkładki automatyki DIX-M mogą być stosowane do prawidłowego uszczelnienia przepustów kablowych w szafach/maszynach
Robot
Zastosowania robotyczne są coraz częściej stosowane w nowoczesnych fabrykach przemysłowych. Roboty przemysłowe zapewniają wysoką szybkość, niezawodność, jakość i ostatecznie przyczyniają się do konkurencyjności ich produktu końcowego. To zastosowanie ma bardzo specyficzne wymagania dotyczące przewodów ethernetowych i akcesoriów kablowych.
Przewody ethernetowe zapewniają transmisję danych między czujnikami, kamerami i serwosilnikami. Szczególnie wysokie są wymagania dotyczące szybkości przesyłania danych, jeśli na przykład proces jest sprawdzany wizualnie za pomocą kamer o wysokiej rozdzielczości i wysokiej częstotliwości klatek. Połączenie Ethernet między częściami robota rozpoczyna się w rozdzielnicy. Przewody danych są często ułożone obok przewodów do serwosilników, dlatego ważne jest, aby zwracać uwagę na EMC.
Ze względu na różne ruchy części robota, kabel może być poddawany wysokiej częstotliwości ruchom zginającym i skręcającym w połączeniu z obciążeniami chemicznymi i mechanicznymi. Nawet w takich warunkach kabel musi gwarantować niezawodne połączenie transmisji danych. Nawet niewielkie straty danych podczas ruchu mogą spowodować opóźnienie i przestoje produkcyjne, a w najgorszym przypadku nawet zagrażać życiu ludzkiemu.
Do tych zastosowań idealnie nadają się specjalnie zaprojektowane robotyczne przewody ethernetowe firmy LAPP.
- Zestawy kablowe od podstawy robota do uchwytu muszą być odporne na skręcanie i wytrzymałe
- Żyły powinny być przyłączane, aby w przypadku konserwacji można je było szybko i łatwo wymienić. W tym celu można wykorzystać złącza flanszowe EPIC® DATA, które są przymocowane do podstawy robota w celu połączenia zestawu dress pack.
- Złącza na robocie mają klasę ochrony IP67, co gwarantuje ochronę przed wilgocią, zabrudzeniami i wibracjami
Prowadnica łańcuchowa
Ruchy liniowe, poziome lub pionowe często występują w zastosowaniach przemysłowych. Typowe zastosowanie polega na tym, że przewody ethernetowe są instalowane w prowadnicy kablowej wraz z innymi kablami i wężami. Kabel musi być w stanie wytrzymać częste zginanie, przyspieszenie i fizyczny kontakt z innymi częściami prowadnicy łańcuchowej.
Przewody ethernetowe do takich zastosowań muszą mieć określone właściwości, takie jak mały promień gięcia, duża liczba cykli gięcia, odporność na przyspieszenie i ścieranie. Ze względu na ograniczoną przestrzeń w prowadnicy łańcuchowej, EMC może być kolejną ważną właściwością. Szczególnie do wyższych klas prędkości transmisji danych Cat. 6a lub więcej, częste zginanie może stanowić poważne wyzwanie dla konstrukcji kabla.
- Kable powinny być wtykowe, aby w przypadku konserwacji można je było szybko i łatwo wymienić. Do tego celu idealnie nadają się złącza flanszowe EPIC® DATA
- Ze względu na wibracje i zabrudzenia na maszynie, kable krosowe odpowiednie do łańcuchów kablowych z wytłaczanymi złączami są używane w celu zagwarantowania wysokiej szczelności o stopniu ochrony IP67.
- Inne złącza, np. okablowanie czujników/elementów wykonawczych, również posiadają klasę ochrony IP67
Budynek lub biura
Sieć budynku lub biura łączy komputery, serwery i systemy ze sobą nawzajem oraz z Internetem. Przewody ethernetowe i kable krosowe Ethernet stosowane w tych zastosowaniach często muszą być bezhalogenowe, niepodtrzymujące płomieni i posiadać certyfikat CPR, aby nie stanowiły zagrożenia dla życia ludzkiego w przypadku pożaru w budynku. Do połączeń między budynkami kable światłowodowe zapewniają transmisję danych z najwyższą prędkością.
- Przewody LAN ETHERLINE® na bazie miedzi są stosowane na odległości do 100 m.
- Kable światłowodowe są stosowane na większych odległościach do łączenia dwóch budynków lub wewnątrz budynków. Do transmisji danych za pomocą światłowodów wykorzystywane są różne złącza, takie jak wtyczka SC.
- Przewody typu Breakout HITRONIC® stosowane są do okablowania wewnątrz budynków.
- Kable zewnętrzne HITRONIC® są stosowane do okablowania zewnętrznego i okablowania między budynkami. Kable nieruchome są podłączane do przełącznicy serii HITRONIC® SBX.
- Przełącznice wykorzystują krosowe kable światłowodowe HITRONIC® przy podłączaniu urządzeń.
- Przewody LAN ETHERLINE® kategorii Cat. 7 lub wyższe są używane do okablowania biurowego i są bezpiecznie instalowane w budynku.
- Wtyczka RJ45 służy do transmisji danych na bazie miedzi
- Kabel krosowy LAN CAT. 6A do zastosowań biurowych
Zastosowanie polowe
Procesy produkcyjne w powiązanych systemach są często organizowane w sposób liniowy. Jest to również znane jako okablowanie magistrali lub w połączenie łańcuchowe. Oznacza to, że różne komponenty są połączone szeregowo. Pierwszym komponentem jest zwykle sterowanie w rozdzielnicy, z której kabel Ethernet jest prowadzony do zdecentralizowanych systemów I/O oraz czujników i elementów wykonawczych w całym systemie.
Przewody ethernetowe i akcesoria kablowe do tego zastosowania muszą spełniać określone wymagania w miejscu ich zastosowania. Mogą być instalowane zarówno w obszarach chronionych, jak i niezabezpieczonych. Mogą one wymagać odporności na środki czyszczące w przetwórstwie żywności, różne rodzaje olejów w przetwórstwie metali lub wysokie lub niskie temperatury.
LAPP oferuje szeroki asortyment przewodów ethernetowych i akcesoriów do różnych zastosowań przemysłowych. Nasi eksperci są gotowi doradzić w sprawie właściwego doboru produktu.
- Połączenie z PLC w rozdzielnicy do systemów wejść/wyjść w terenie realizowane jest za pomocą przewodów ETHERLINE® na bazie miedzi lub przewodów krosowych
- Zdecentralizowane połączenie z czujnikiem lub siłownikiem odbywa się w terenie za pośrednictwem złącza M12. Posiadają one klasę ochrony IP67.