Productie-ingenieurs kunnen de frustratie ervaren van het stilleggen van een productielijn vanwege een defect aan een motorcontroller, maar voor het repareren van de controller moeten tientallen verbindingsdraden worden verwijderd. Technici zoeken naar het circuit in de kabelboom en hopen de juiste te vinden tussen honderden draden die er hetzelfde uitzien. Het duurt slechts een paar minuten om het werk te voltooien. Deze situatie benadrukt de uitdagingen van elektrische verbindingen in industriële omgevingen. Bekabelde systemen lijken in eerste instantie kosteneffectief, maar creëren verborgen inefficiënties, die escaleren gedurende de levensduur van de apparatuur. De aard van het probleem is de rigide aard van de bekabelde verbinding. Gelukkig zijn er nu modulaire connectoroplossingen (Figuur 1) beschikbaar om aan de veranderende eisen te voldoen met behoud van industriële betrouwbaarheid.
HARTING Han-Modular ® Modulair connectorsysteem
Figuur 1: Han-Moular ® modulair connectorsysteem. Bron afbeelding: HARTING)
De oorsprong van gestandaardiseerde industriële verbindingstechnologie
In 1945 realiseerde Wilhelm HART zich dat naoorlogse industriële ontwikkelingen connectiviteitsoplossingen nodig hadden die aanzienlijk verschilden van bestaande ontwerpen. Beginnend bij een kleine reparatiefaciliteit in Minden, Duitsland, ontwikkelde HART een product dat later bekend werd als de Heavy-Duty Connector (HDC), waarmee de principes werden vastgelegd die vandaag de dag nog steeds van invloed zijn op het ontwerp van industriële verbindingen.
De constructie van rechthoekige connectorontwerpen biedt een doorbraak ten opzichte van het ronde ontwerp dat aanvankelijk militaire en ruimtevaarttoepassingen domineerde. De rechthoekige structuur verbetert het ruimtegebruik van het industriële bedieningspaneel en realiseert een hogere contactdichtheid binnen een gestandaardiseerde footprint. De Han-connectorlijn werd geïntroduceerd vóór de industriële bloei in de jaren zestig en demonstreerde hoe robuuste, gestandaardiseerde verbindingen meerdere media aankunnen en bestand zijn tegen zware fabrieksomgevingen.
Deze historische accumulatie is erg belangrijk omdat Han-Mtechnology het bewezen principe rechtstreeks heeft geërfd. Dit is geen heruitvinding van het basisconcept, maar een combinatie van bewezen ontwerpen met de nieuwste materialen, productietechnologieën en integratiemogelijkheden.
Ontwerp van een gedeconstrueerd modulair verbindingssysteem
De Han-M-technologie van HARTING hanteert de modulaire bouwwijze. Ingenieurs kunnen individuele modules selecteren op basis van specifieke behoeften aan media zoals stroom, signaal, data, lucht, enz., en deze bouwstenen combineren tot beschermende behuizingen die zijn ontworpen voor de specifieke omgeving.
De Han-Mmodule kan specifieke media binnen de connectorconstructie verwerken, de voedingsmodule kan bijvoorbeeld 16 A tot 200 A leveren voor toepassingen met zware belasting, de signaalmodule kan laagspanningsbesturingscircuits ondersteunen en de communicatiemodule voor Ethernet-, veldbus- of glasvezelverbindingen. Ingenieurs kunnen deze verschillende soorten modules combineren binnen hetzelfde montageframe, waardoor het niet meer nodig is om connectoren voor elk medium afzonderlijk te installeren. De beschermende behuizing biedt mechanische ondersteuning en omgevingsafdichting voor de modulecombinatie, met gestandaardiseerde behuizingen variërend van compacte Han 6B- tot Han 48B-configuraties (Afbeelding 2), geschikt voor zware toepassingen/multimedia-eisen.
HARTING Han 48B schotmontagebehuizing
Figuur 2: Voorbeeld van Han 48B behuizing voor paneelmontage. Bron afbeelding: HARTING)
Afhankelijk van de ernst van de toepassing wordt ter bescherming van het milieu een gegradeerde afdichtingsstructuur gebruikt. De basisbeschermingsgraad IP65 beschermt tegen het binnendringen van stof en water, wat gebruikelijk is in de meeste productiefaciliteiten. Aan de andere kant heeft de Han-Mconnector een sterkere IP69K-specificatie om bestand te zijn tegen de hogedrukspoelprocedures die nodig zijn voor de voedselverwerking en farmaceutische productie.
Han-Mconnectors bevatten een verscheidenheid aan veiligheidsvoorzieningen om verbindingsfouten te elimineren. Het mechanische sleutelsysteem maakt gebruik van een uniek gevormd geleidingselement waardoor alleen goed op elkaar afgestemde mannelijke en vrouwelijke hoofden met elkaar kunnen worden verbonden. Dit fysieke ontwerp voorkomt dat technici incompatibele connectoren aansluiten, wat vaak voorkomende bedradingsfouten zijn bij bedrade verbindingen. Sleutelsystemen elimineren valse verbindingen direct en volledig zonder te vertrouwen op bedradingslabels of schakelschema's die na verloop van tijd vervagen.
HARTING met DigiKey: lancering van Han-configurator
Connectorspecificaties vormen een uitdaging voor de engineeringworkflows. Ingenieurs moeten persoonlijk de componentspecificaties uit meerdere gegevensbladen vergelijken, de omgevingsclassificaties bevestigen en de compatibiliteitsvereisten voor elk connectortype verifiëren. Dit proces is tijdrovend en arbeidsintensief, wat de projectplanning beïnvloedt en tot selectiefouten leidt.
Om dit probleem aan te pakken heeft DigiKey in samenwerking met HART een geïntegreerde ontwerptool gelanceerd die automatisch componenten verifieert en selecteert. Engineers die Han Configurator® Configurator gebruiken, kunnen systeemvereisten invoeren, zoals mediumtype, nominale stroom en beveiligingsniveau, en realtime feedback ontvangen over de compatibiliteit van componenten en de status van de voeding. De configurator maakt gebruik van op regels gebaseerde selectielogica om incompatibele combinaties te voorkomen en om alternatieven te bieden wanneer hun selectie conflicteert. De configurator biedt ook meerdere weergaven van de geconfigureerde componenten, waardoor ingenieurs vóór de aanschaf de mechanische geschiktheid en bekabelingsvereisten kunnen verifiëren.
De configurator van Han Configurator genereert bovendien volledige documentatie, zoals een stuklijst met actuele prijzen en leveringsstatus. Directe integratie met het inkoopsysteem van DigiKey helpt het handmatig aanmaken van onderdelenlijsten en het plaatsen van bestellingen te elimineren. Ingenieurs kunnen post-vergelijkingstools gebruiken om modulaire en bekabelde alternatieven of vooraf geconfigureerde bibliotheken te evalueren als uitgangspunt voor generieke toepassingen over de hele sector heen.