JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

logotypen

Älykäs valmistus (Teollisuus 4.0) perustuu esineiden internetin tavoin liitettävyydelle, ja tämä tarkoittaa liitäntöjä. Liittimien täytyy olla riittävän kestäviä, "robusteja", teollisuuskäyttöön. Teollisuus 4.0 ei siten ole vai kasvun moottori, vaan myös teknologisen kehityksen vauhdittaja, jota tuottaa laajasti innovaatioita. Nämä innovaatiot edistävät myös muita sektoreita.

Artikkelin ovat kirjoittaneet Rutronikin Ronny Gölz ja Albert Culetto, jotka työskentelevät yhtiön teknisessä tuessa. 

Lähes kaikki sovellukset koneiden ja tehtaiden tuotannossa ja automaatiossa joutuvat äärimmäisten olosuhteiden armoille - kosteus, pöly, öljy, kemikaalit, korkeat lämpötilat ja tärinä. Samaan aikaan tehtaan turvaaminen on välttämätöntä. Monet valmistajat ovat jo vastanneet näihin vaatimuksiin kehittämällä liittimiä, jotka vastaavat erilaisiin standardeihin. Näitä ovat EN 60529 -sertifiointi sekä IP67- tai IP68-tason suojaus. Tämä koskee erityisesti M8- ja M12-liitintyyppejä, joita käytetään teollisuuden sovelluksissa, mutta myös modulaarisia liittimiä ja USB:tä.

Molex tarjoaa erityisen laajan valikoiman kestäviä ratkaisuja: Sealed Connectors -sarja koostuu standardimallisista ja räätälöidyistä sinetöidyistä liittimistä eri suojausluokkiin.

Kaapeissa automaatiokomponenteissa on yleensä yksijohtimisia liittimiä. Tämä johtuu siitä, että ne mahdollistavat hyvin joustavat liitännät antureihin, aktuaattoreihin ja teholähteisiin. Tehoelektroniikassa kehittäjät ovat enenevässä määrin siirtymässä piirikorttiliittimiin ennen niin yleisten kiristinliittimien sijaan. Ne sallivat kompaktimman ja joustavamman laitesuunnittelun ja voivat kuljettaa suuria virtoja.

Teollisuuden standardiliittimet kuten RJ45 ja pyöreät plugiliittimet ovat nopeasti yleistymässä dataliitännöissä, koska teollisuus-Ethernet korvaa yhä useammin kenttäväyläratkaisut. Kuituoptiset liittimet mahdollistavat nopean ja häiriöttömän siirron suurille datamäärille.

Autoteollisuus

Autoelektroniikan komponenttien täytyy vastata tiukimpiin turvavaatimuksiin ja tämä edellyttää yhä kestävämpien mallien kehitystä, jotta vaatimuksiin voidaan vastata. Lisäksi autoissa komponenteilta vaaditaan pienempää kokoa ja painoa. Tämän seurauksena jotkut valmistajat tarjoavat jo järjestelmiä joissa on yli 300 liitäntää. Suorituskykyiset metalliseokset kuten CuNiSi (kupari-nikkeli-pii) lisäävät näiden osien virransiirtokykyä, joten pienemmät ratkaisut ja alumiiniin ja kupariin perustuvat seokset säästävät painossa.

Esimerkiksi JAE on kehittänyt MX19-sarjan nimenomaan autoteollisuuden tarpeisiin. Pienestä johtimesta-johtimeen -liittimet, jotka on sertifioitu vedenpitäviksi JIS D0203 S1 -määritysten mukaisesti, istuvat paikalleen yhdellä painalluksella. Ne kestävät lämpötiloja -40…+105 asteen välillä, sekä ajoneuvoille tyypillisiä tärinöitä. Tiivistetyn suojakuoren ansiosta MX19-sarja sopii optimaalisesti korikokoonpanoihin ja johtimet sopivat koteloon paremmin. Tiiviste suojaa vahingoittumiselta, kaapelin liikkumiselta ja vedeltä. Johtimissa on kaksilevyinen jousimekanismi, joten liittäminen ei tarvitse suurta voimaa ja paine leviää liittimessä tasaisesti. Liittimistä on tarjolla luokiteltuna aina 5 ampeerin asti, AWG-koossa 20-22 sekä 2- ja 4-nastaisina variantteina.

 

Sähköautot

Hybridi- ja sähköautot ovat tuoneet ajoneuvoihin uusia jännite- ja virtaluokkia. Tämä tarkoittaa myös merkittävästi korkeampia lämpötiloja ja tärinöitä. Lisäksi erityisesti sähköautojen kohdalla on riski, että ympäristövaikutukset - vesi, pöly, lika, öljy, kemikaalit tai sähkömagneettiset kentät - vaikuttavat heikentävästi suorituskykyyn. Tämän takia vaatimukset liitinten suunnittelulle, perusmateriaaleille ja kontaktipinnoille ovat tiukemmat. Vielä tähän ei ole kehitetty yleistä standardia, ja laitevalmistajat turvautuvat enimmäkseen omiin ratkaisuihinsa.

Latausyksikön liittimien suhteen tilanne on toinen. Tyypin 1 liitin pätee pääasiassa Amerikassa ja Japanissa, tyypin 2 liitin Euroopassa, sekä GB/T-liitin Kiinassa.

Amphenol on kehittänyt korkeajännitteisten ja -virtaisten järjestelmien PowerLok-liitäntäjärjestelmän vastaamaan nimenomaan laturien ja kaapelikokoonpanojen vaatimuksiin hybridi- ja sähköautoissa. Se perustuu RADSOK-liitäntätekniikkaan (RADial SOcKet), joka takaa pienemmät jännitteen pudotukset ja lämpötilan nouset, ja suurentaa pinta-aluetta säteittäisen suunnittelunsa ansiosta. PowerLok-liittimet on luokiteltu 750 ja 1000 volttiin, ja niissä on HVIL-virtasuojaus (High Voltage InterLock). Toinen automaattinen liitos varmistaa, että johtimet ovat optimaalisessa asemassa, ja lisäksi liitäntä on riittävän vahva myös koviin olosuhteisiin. Erilaiset uritusvaihtoehdot varmistavat varmat liitännät, millä vältetään viallisen liitännän tuoma vahingoittumisen riski.

Liittimistä lähtee autoteollisuuden komponenteissa suosittu tyypillinen naksahtava ääni. Yksinkertainen liitäntä varmistaa maksimaalisen suojan käyttäjälle. Mikäli lukitus avataan, virransyöttö katkaistaan välittömästi. Kotelo vastaa vähintään UL94-V-0- ja RTI130,CTI2 -määrityksiä, ja se kestää -40…+125 asteen lämpötiloja. 360 asteen metallivaippa takaa täyden liittimen IP6K9K-suojauksen kytkettynä ja IP2X-suojauksen irrotettuna (DIN 40 050, 9 mukaisesti).

Amphenolilla on myös liitinsarja energian varastointilaitteisiin, erityisesti suurivirtaisiin liitäntöihin akkumoduuleissa ja akkujen hallintajärjestelmissä: Edullinen RADLOK-perhe koostuu sarja liitinvaihtoehtoja ja sitä voidaan käyttää sekä akun sisällä kennojen välisiin liitäntöihin, että ulkoisesti akkujen välillä tai akusta virtalinjaan. Perheen liittimissä on alhainen liitäntä- ja irrotusvoima, ja integroidun lukitus- ja vapautusmekanismin ansiosta kytkentäjaksoja on iso lukema. Maksimivirtakapasiteetti on 750 ampeeria ja maksimi DC-jännite 1000 volttia. Lämpötila-alue on -40…+125 astetta.

Junien liitännät

Kiskoliikenteessä vaatimukset liittimille ovat kasvamassa yleistyvän Ethernet-verkkotekniikan käytön takia. Sitä tarvitaan kameroissa ja näytöissä, ja myös junien yleistyvä modulaarinen suunnittelu kasvattaa liitäntöjen tarvetta. Alijärjestelmien täytyy olla helposti kytkettävissä, jotta voidaan reitittää virta, data sekä signaalit eri yksiköiden läpi.

Ulkokäytössä liittimien pitää paitsi kestää tärinää ja iskuja, myös kaikenlaisia sääolosuhteita. Näissä sovelluksissa tarvitaan IP68- tai IP69K-suojattuja malleja ja mekaanisia lukituksia. Junan sisätiloissa tullaan toimeen vähemmällä suojauksella, vaikka sähkömagneettiset kentät ovat suurempi ongelma. Tähän tarpeeseen on suojattuja liittimiä.

Lisäksi kaikkien liittimien täytyy vastata raideliikenteen standardeihin. Ne vaihtelevat maasta toiseen. Normaalisti määräyksiin kuuluu hyvä kestävyys hydrauliikkanesteitä, voimakkaita pesuaineita ja vastaavia aineita vastaan.

Valaistus

Ledivalaistusratkaisujen liitinvaatimuksia on erittäin vaikea tarkkaan määritellä, koska ne vaihtelevat niin paljon käyttökohteen ja sovelluksen mukaan. Hyvä sääntö on se, että mitä kestävämpi liitäntäratkaisu on, sitä laajemmin sitä voidaan eri sovelluksissa käyttää. Hyvä esimerkki on Amphenolin SSL-1-sarja. Kestäen iskuja ja tärinöitä EN 61373 -vaatimusten mukaisesti se sopii niin sisä- kuin ulkovalaistuskäyttöön, sekä kuljetuslaitteisiin. Juotokset on liittimissä eliminoitu, joten huonoista juotoksista ei ole vaaraa, ja samalla pintaliitosajat lyhenevät ja kustannukset alenevat. Liittimet vievät vähemmän tilaa piirikortilla, millä saadaan tilaa suuremmalle leditiheydelle. Tällä vältetään ledien varjostuminen. SSL-1-sarja koostuu 2-, 4- ja 6-nastaisista korttien välisistä, johtimesta piirikortille ja johtimien välisistä liittimistä.

Lääketieteellinen tekniikka

Lääketieteellisen tekniikan sovellukset täytyy ennen kaikkea vastata alan omiin standardeihin ja lisensointivaatimuksiin, jotka määrittelevät suojausta, vuototiukkuutta, paineastiakestoa, ja kosketussuojausta. Muita säännöllisiä määräyksiä ovat suuri liitäntäturvallisuus ja kytkentäjaksojen suuri määrä, sekä suojaus desinfiointiaineita ja muita voimakkaita puhdistusmenetelmiä vastaan.

Rankat vaatimukset täyttäviin liitäntäjärjestelmiin liittyy yleensä monimutkainen tuotantoprosessi. Lisäksi niiden kehitykseen kuluvia kustannuksia ei usein kateta massatuotannolla. Tämä tekee vaativista liittimistä suhteellisen kalliita, joten ne eivät sovi kustannusherkkiin sovelluksiin, tai sovelluksiin joissa liittimien tuomaa suojaa ei välttämättä tarvita.

Kaikkiin muihin sovelluksiin ne tuovat monia etuja - ja ovat usein jopa välttämättömiä.

 

Suojauksen perusteet

Suojausluokka kertoo ne ulkoiset olosuhteet, joihin sähköinen komponentti tai laite sopii. Luokka kerrotaan IP-koodeina (International Protection). Koodistoa määrittelevät DIN EN 60529- DIN 40050-9- standardit.

Suojausluokan kertovat kaksi numeroa IP-kirjainyhdistelmän perässä. Ensimmäinen numero ilmaiseen suojaustason kosketusta ja vieraita esineitä kohtaan, toinen numero suojauksen vettä ja kosteutta kohtaan. Kahdessa standardissa on tältä osin pieniä eroja: DIN 40050 -standardissa ensimmäisessä numerossa on jälkiliite "k". 6k ja 9k ilmaisevat ajoneuvoille spesifioituja suojauksia. Tärkeimmät koodinumerot DIN EN 60529 -standardin mukaan ovat:

Ensimmäinen numero:
4: Suojattu halkaisijaltaan alle 1 millin kappaleita vastaan
5: Suojattu haitallisia pölykertymiä vastaan
6: Pölytiivis, täydellinen suojaus

Toinen numero:
6: Suojaus joka suunnasta tulevalta voimakkaalta vesisuihkulta
7: Suojaus, joka kestää hetkellisen upottamisen veteen
8: Suojaus, joka kestää jatkuvan veteen upottamisen
9: Kestää suurella paineella ruiskutettua vettä ja höyryä

Toisin sanoen IP67-suojattu liitin on pölytiivis ja suojattu kosketukselta ja hetkittäiseltä veteen upottamiselta.

 
 

Kustomoitu piiri on täydellinen teollisen internetin sovelluksiin

Teollisen internetin tai IIoT:n (Industrial Internet of Things) tarkoitus on hyvin yksinkertainen: tehdä tuotantolaitoksista mahdollisimman tehokkaita optimoimalla kaikki operaatiot, joihin kuuluvat tuotanto, materiaalien hallinta ja ylläpito.

Lue lisää...

Älykkäämpi Bluetooth liittää miljardit laitteet verkkoon

IoT-laitteiden pitää olla kiinni verkossa jatkuvasti. Lisäksi niiden pitää kuluttaa mahdollisimman vähän energiaa. Tämä onnistuu Bluetooth Smartilla.

Lue lisää...
 
ETN_fi Helsinki wants to become the smartest city in the world. See https://t.co/bZTM7Z5JS5 #100lasissa
ETN_fi The 1st ever official roaming groupcall between Finnish VIRVE and Nodnett of Norway. See https://t.co/WryGLaLGkq @erillisverkot
ETN_fi AI democratizes development, says @adhorn at #hacktalks. See https://t.co/AslQeZYSAV
ETN_fi Robots can´t do backflips, right? https://t.co/KtogoRB25R
 
 

ny template