Productie-ingenieurs kunnen de frustratie voelen als een productielijn wordt stilgelegd vanwege een storing in de motorcontroller, maar voor het repareren van deze controller zijn tientallen verbindingsdraden nodig. Technici zoeken naar circuits in de kabelboom, in de hoop de juiste te vinden tussen honderden draden die er hetzelfde uitzien. Oorspronkelijk duurde het maar een paar minuten om te voltooien, maar het duurde enkele uren. Deze situatie benadrukt de uitdagingen die elektrische verbindingen in industriële omgevingen met zich meebrengen. Bekabelde systemen lijken in eerste instantie kosteneffectief, maar kunnen verborgen inefficiënties veroorzaken die erger worden gedurende de levenscyclus van het apparaat. De essentie van het probleem ligt in de rigide aard van bekabelde verbindingen. Gelukkig kunnen nu modulaire connectoroplossingen (Figuur 1) worden toegepast, die aan voortdurend veranderende eisen kunnen voldoen en tegelijkertijd de industriële betrouwbaarheid behouden.
HARTING Han-Modular ® Modulair connectorsysteem
Figuur 1: Han Modular ® Modulair connectorsysteem. (Afbeeldingsbron: HARTING)
De oorsprong van de gestandaardiseerde industriële aansluittechniek
In 1945 realiseerde Wilhelm HARTING zich dat de naoorlogse industriële ontwikkeling verbindingsoplossingen vereiste die totaal anders waren dan bestaande ontwerpen. Vanuit een kleine reparatiewerkplaats in Minden, Duitsland, ontwikkelde HARTING een product dat later bekend werd als Heavy Duty Connector (HDC), waarbij principes werden vastgelegd die vandaag de dag nog steeds van invloed zijn op het industriële verbindingsontwerp.
Vergeleken met het circulaire ontwerp dat aanvankelijk militaire en ruimtevaarttoepassingen domineerde, heeft de constructie van rechthoekige connectoren een doorbraak bereikt. De rechthoekige structuur verbetert het ruimtegebruik van industriële bedieningspanelen en bereikt een hogere contactdichtheid binnen een gestandaardiseerde footprint. De Han-connectorserie werd gelanceerd vóór de industriële bloei van de jaren zestig en demonstreerde hoe stevige en duurzame gestandaardiseerde verbindingen meerdere media aankunnen en bestand zijn tegen zware fabrieksomgevingen.
Deze historische opeenstapeling is uiterst belangrijk omdat Han Modular-technologie direct bewezen principes erft. Het gaat hierbij niet om het opnieuw uitvinden van basisconcepten, maar om het combineren van beproefde ontwerpen met de nieuwste materialen, productietechnologieën en integratiemogelijkheden.
Deconstructie van het modulaire verbindingssysteemontwerp
HARTING's Han Modular-technologie hanteert een modulaire constructiebenadering. Ingenieurs kunnen individuele modules selecteren op basis van specifieke vereisten van media zoals stroom, signalen, data, lucht, enz., en deze bouwmodules combineren tot beschermende behuizingen die speciaal zijn ontworpen voor specifieke omgevingen.
Han-modulaire modules kunnen specifieke media binnen connectorcomponenten verwerken. Voedingsmodules kunnen bijvoorbeeld 16 A tot 200 A stroom leveren voor zware toepassingen, signaalmodules kunnen laagspanningsbesturingscircuits ondersteunen en communicatiemodules voor Ethernet-, veldbus- of glasvezelverbindingen. Ingenieurs kunnen deze verschillende soorten modules combineren binnen hetzelfde assemblageframework, waardoor het niet meer nodig is om connectoren voor elk medium afzonderlijk te installeren. De beschermende behuizing biedt mechanische ondersteuning en afdichting tegen omgevingsinvloeden voor modulecombinaties, met gestandaardiseerde behuizingen variërend van compacte Han 6B- tot Han 48B-configuraties (Figuur 2), geschikt voor zware/multimedia-eisen.
HARTING Han 48B door plaatinbouwschaal
Figuur 2: Voorbeeld van Han 48B door plaatinstallatieomhulsel. (Afbeeldingsbron: HARTING)
Afhankelijk van de ernst van de toepassing wordt ter bescherming van het milieu een gegradueerde afdichtingsstructuur toegepast. Het basisbeschermingsniveau IP65 kan het binnendringen van stof en water voorkomen, wat gebruikelijk is in de meeste productiefaciliteiten. Aan de andere kant voldoen Han Modular-connectoren aan sterkere IP69K-specificaties en zijn ze bestand tegen spoelprocedures onder hoge druk die nodig zijn voor de voedselverwerking en farmaceutische productie.
De Han Modular-connector integreert meerdere veiligheidsvoorzieningen om verbindingsfouten te elimineren. Het mechanische sleutelcontrolesysteem maakt gebruik van uniek gevormde geleidingselementen waardoor alleen correct op elkaar afgestemde mannelijke en vrouwelijke hoofden met elkaar kunnen worden verbonden. Dit fysieke ontwerp kan voorkomen dat technici incompatibele connectoren aansluiten, wat een veel voorkomende bedradingsfout is bij bedrade verbindingen. Het sleutelbesturingssysteem kan verkeerde verbindingen direct en volledig elimineren zonder afhankelijk te zijn van bedradingslabels of schakelschema's die na verloop van tijd wazig worden.
Samenwerking HARTING en DigiKey: lancering van Han Configurator
De connectorspecificaties hebben veel uitdagingen voor de engineeringworkflow met zich meegebracht. Ingenieurs moeten persoonlijk de componentspecificaties uit meerdere gegevensbladen doorzoeken, de milieuclassificaties bevestigen en de compatibiliteitsvereisten voor elke connector verifiëren. Dit proces is tijdrovend en arbeidsintensief, wat de voortgang van het project kan beïnvloeden en selectiefouten kan veroorzaken.
Om dit probleem aan te pakken hebben DigiKey en HARTING gezamenlijk een geïntegreerde ontwerptool gelanceerd die automatisch componenten kan verifiëren en selecteren. Ingenieurs gebruiken Han Configurator ® De configurator kan 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 alternatieve oplossingen te bieden wanneer hun keuzes conflicteren. Deze configurator kan geconfigureerde componenten ook vanuit meerdere perspectieven weergeven, waardoor ingenieurs vóór aanschaf de mechanische compatibiliteit en kabelgeleidingsvereisten kunnen verifiëren.
Ook kan de Han Configurator complete documenten genereren, zoals een stuklijst met daarin actuele prijzen en leveringsstatus. Door de directe integratie met het inkoopsysteem van DigiKey wordt het handmatig aanmaken van onderdelenlijsten en besteltaken geëlimineerd. Ingenieurs kunnen postvergelijkingstools gebruiken om modulaire en bekabelde alternatieven of vooraf geconfigureerde bibliotheken te evalueren als uitgangspunt voor sectoroverschrijdende toepassingen.