Aktuální vydání

celé číslo

08

2021

Digitální transformace a konvergence provozních, informačních a inženýrských systémů

Výzkum, vývoj a vzdělávání v automatizaci

celé číslo

Konektory pro velkou míru volnosti v konstrukci průmyslových zařízení

Požadavky na funkci a flexibilitu řídicích systémů v posledních několika letech rychle vzrostly a podobně vzrostl také tlak na miniaturizaci. Konektory řady harflex® otevírají konstruktérům a projektantům průmyslových zařízení nové možnosti. V poslední době se výrazně rozšiřuje oblast využívání řídicích systémů v průmyslovém prostředí. Požadav­ky na řídicí techniku jsou v souvislosti s vý­vojem inteligentních systémů zpřísňovány stejně jako požadavky jednotlivých aplikač­ních oblastí a požadavky na propojení růz­ných podnikových oddělení. Řídicí systémy přejímají stále více úkolů, jejich funkce jsou soustavně zlepšovány a jsou schopny zohled­nit stále více charakteristických rysů prostře­dí, aniž by byla negativně ovlivňována provo­zuschopnost i ve velmi drsných podmínkách. Decentralizace, vytváření sítí a miniaturizace jsou základními pojmy v tomto vývoji. To má velký vliv na konektorovou techniku: konek­tory přejímají úkoly řízení, při použití v prů­myslových provozech si musí zachovat spo­lehlivost a odolnost proti poruchám a přitom musí být co nejmenší.

 

Otevřené a proprietární

Z toho důvodu byly v počátcích vývoje elektronických řídicích systémů používány standardní konektory. Ty měly být volně do­stupné, nikoliv specializované, aby pokryly co nejširší možný rozsah řídicích úloh. Stan­dardizované systémy (podle IEC 60297), kte­ré se zpočátku hodně používaly, jsou založe­ny na konektorech DIN 41 612.
 
Vzhledem k narůstajícím požadavkům však byla v průběhu dalšího vývoje otevře­ná technika nahrazována proprietárními sys­témy. Tak byla propojovací rovina používá­na pouze pro zásuvné karty vstupů/výstupů. Tento posun směrem k proprietárním systé­mům pokračoval dalším krokem: byl opuš­těn stojanový systém a moduly byly propo­jovány přímo. Stojanové systémy a propojo­vací roviny byly zcela vyloučeny. Konektory byly dokonale přizpůsobeny této lineární architektuře, avšak za cenu ztráty všech výhod otevřených architektur: přenosnosti, snadné dostupnosti náhradních dílů a široké využi­telnosti jednotlivých typů konektorů.
 

Tři oblasti služeb zákazníkům

Společnost HARTING je celosvětově pů­sobící firma v oboru elektrických a elektro­nických konektorů. Její obchodní jednotky nabízejí široké spektrum zakázkových řešení pro použití v průmyslovém prostře­dí. Sortiment produktů zahrnuje konektory, propojovací techniku, síťové komponenty a osazené systémové kabely. Služby uživa­telům jsou poskytovány ve třech oblastech: instalační technika, konektivita zařízení a IT v automatizaci.
 

Přístup k otevřeným systémům

Konektory řady har-flex již dokonale vyhovují aktuální­mu vývoji. Proprietární prvky nemohou odolat rostoucímu konkurenčním tlaku posled­ních let. Neumožňují rozšířit funkce a jejich použití není ani ekonomicky odůvodnitel­né. Proprietární zařízení ve­dou pouze k vývoji dalších proprietárních zařízení – se stále se zvětšujícím počtem různých produktů, nekontro­lovatelným růstem nákladů na vývoj a komplikacemi při práci v provozech.
 
To je důvod, proč jsou upřednostňová­ny otevřené řídicí systémy, které mají ši­roké možnosti použití a je možné je rychle a hospodárně přizpůsobit specifickým úlo­hám. Společnost Harting se dala touto cestou a uzpůsobila své konektory DIN 41 612 tak, aby splňovaly aktuální požadavky.
 

Odolnost v miniaturním balení

Konektory har-flex od společnosti Harting jsou miniaturní, ale přitom dostatečně odolné. Kromě toho jsou k dispozici v mnoha tvarech a s různým počtem pólů, takže poskytují vol­nost při vypracovávání návrhu propojení de­sek plošných spojů.
 
K vývoji konektorů har-flex vedla tato úva­ha: S tím, jak jsou desky plošných spojů stá­le složitější a mají stále více funkcí, je třeba je více miniaturizovat, což je možné jen s využitím zcela no­vých přístupů. Nejzajímavější z nich je tzv. krabicová architektura (box ar­chitecture), která vytlačuje rozměrněj­ší a méně vhodné systémy. Tato kon­strukční metoda umožňuje vytvářet kompaktnější, a především mimořád­ně výkonná zařízení a současně sni­žuje náklady.
 
Společnost Harting se zaměřila na jeden z nejdůležitějších cílů – ma­ximální flexibilitu, mnoho různých uspořádání pólů na rastru 1,27 mm. Počet pólů bývá určen požadavky konkrétního použití, avšak vymeze­ný prostor na desce plošných spojů lze využít mnohem efektivněji a ekonomičtěji. Konek­tory mají sudý počet pólů v rozmezí od šesti do 100. Odolného připojení k desce plošných spojů lze dosáhnout použitím speciálních fi­xačních prvků. Síly potřebné k zasunutí a vy­tažení jsou absorbovány, což významně ulevu­je pájeným kontaktům na čelní straně.
 

Využití rozšiřujících desek

Divize Device Connectivity společnos­ti Harting značně rozšiřuje sortiment výrobků pro rozšiřující desky (doughterbo­ard). Nedávno byly vyvinuty spojovací prvky ve čtyřech různých zásuvných výš­kách, které jsou vhodné k přemostění pře­sahů paralelních desek od 8 do 13,8 mm. Kromě toho existují úhlové konektory, kte­ré značně rozšiřují možnosti návrhu stejně jako kabelové konektory, které umožňují rozměrnější flexibilní připojení. Kombi­nováním různých prvků lze spektrum pou­žití ještě rozšířit.
 
Pro automatickou montáž metodou SMT (Surface Mount Technology) jsou prvky dodávány v podobě pásu na cívce. Prvky jsou vyrobeny z tepelně odolného materiálu, který umožňuje spolehlivé strojní pájení. Koplana­rita kontaktů, která je pro procesy SMT dů­ležitá, je zajištěna stoprocentní kamerovou kontrolou. Takto jednoduše výrobce umož­ní efektivní, kvalitní a spolehlivé zpracování desek plošných spojů.
­
Obr. 1. Konektory har-flex jsou k dispozici v přímém a úhlovém provedení i jako kabelové konektory
Obr. 2. Konektory har-flex mají vždy sudý počet kontaktů – od šesti do 100
Obr. 3. Konektory har-flex SMT lze auto­maticky montovat na desky plošných spojů metodou pick-and-place
Obr. 4. Tolerance zasunutí ve směru osy Z (až 1,5 mm) umožňuje vysokou míru flexibility při konstrukci zařízení
Obr. 5. Speciální pájecí úchyt na boku je jed­ním z prvků zajišťujících odolnost konstrukce