设备连接性-全局性问题
中心论题:
- 从功能和安装的角度来讨论最佳解决方案需要具备的要素
- 雅迪HARTING通过三种途径与客户合作开发设备连接性解决方案
- 雅迪HARTING在网络系统、安装连接性和设备连接性三个层面严格执行设备连接性的概念
解决方案:
- 雅迪HARTING开发了PushPull Hybrid电源连接器以适应新的行业需求
- DeviceCon选择向导是寻找正确设备连接性解决方案的快速路径
安装和设备连接性问题必须在无缝网络成为工业自动化中的现实之前加以澄清和解决。第一步是网络系统的定义,在自动化系统(数据、信号和电源)中该网络支持主要生命线的连接性。400 V的电源,为设备提供的数据通讯和信号传输同样重要。
有两个连接性选择。安装可以在用预制的组件装配功能单元(比如一台机器)之前执行,或者可以利用简单的快速连接技术对网络进行现场安装。以上两种情况中,安装方法都必须为应用提供最好的解决方案。然而,在两种情况中,都有完整的功能单元要考虑(自动化设备)。这些设备拥有由网络定义的、系统特定的接口。从功能和安装的角度来看,最佳解决方案的提供必须依赖于网络的实用性、安装以及设备连接性系统。一种通用的、以系统为中心的方法促进了那些可以在细节层面大大简化问题解决方案的设备连接策略。
雅迪HARTING设备连接性
可能的设备连接性解决方案和工业电子中使用的设备一样范围广泛。雅迪HARTING为工业电子市场提供丰富的数据、信号及电源设备连接性产品的标准组合。雅迪HARTING的产品范围可以帮助用户快速、简易的部署大部分的连接解决方案。
市场倾向于紧凑的设计、提升的设备性能以及伴随着接口数据率增长要求而来的以太网通讯的使用。雅迪HARTING设备连接策略反映了该公司丰富的专家意见和经验,它提供了从系统的观念认识连接性问题的机会,并且在期望和要求不断发展的过程中寻找最佳的解决方案。
MicroTCA™连接器起源于通信连接,最初作为“板-板”的连接器,现在它正被部署到驱动和控制设备中。最新一代的坚固IP 67 PushPull连接器在这两个细分市场中被使用到“电缆-板”的解决方案中。这巩固了设备连接技术的融合以及利用协同优势的趋势,它对雅迪HARTING的市场地位有着深远的影响。该公司不仅提供创新的设备连接器。它同样提供包括连接器、预制单元和完整背板在内的全面的设备连接性解决方案。
雅迪HARTING - 设计过程中设备连接性的合作伙伴
以上的影响很好的延伸到了雅迪HARTING和客户的合作关系中。当这种关系不再是传统的客户/供应商模式时,雅迪HARTING更多的参与到了客户产品和生产系统的不断发展中来。现在客户可以访问公司的知识和专家意见库。为了补充客户代表的服务,一个具有设备层经验的技术应用小组和一个HF(高频)专家组正准备提供支持。雅迪HARTING同样对客户开放它在EMC、外壳技术、耐振机械设计、高压电源工程和安装方面的经验。设计过程中,可以在认可实验室中进行应用仿真。雅迪HARTING技术集团掌握了集成设备连接性解决方案所必须的所有关键技术,其中包括基于SMT、SMC、THT和压入配合技术在内的PCB连接解决方案。
雅迪HARTING与客户合作开发设备连接性解决方案,这些方案后来被合并进国际标准中。设备制造商决定雅迪HARTING参与设计过程的程度。雅迪HARTING有三种途径可以帮助客户确认最好的设备连接性选择。
1. 设备制造商在DeviceCon目录中找到正确的设备连接性产品,并在雅迪HARTING技术应用支持的协助下进行设计。
2. 设备制造商定义设备接口规格,雅迪HARTING在选择设备连接性产品时提供帮助。
3. 设备制造商设计出新一代的设备,该设备需要量身定制的设备连接性技术。通过发起联合项目组,详细说明新的设备连接性解决方案。合作的成果是批量生产的量身定制的、具成本效益的解决方案。
以上三个选择中,只有最后一个可以将设计过程提升到一个新高度。雅迪HARTING和客户的合作可以达到新的性能最优化,并且可能节省更多的费用,特别是在客户的开发过程中。设备连接性是无缝工业自动化解决方案的重要组成部分,该解决方案包括三个主要要求:网络系统、安装连接性和设备连接性。设备接口的工程要求来源于网络系统。安装的要求取决于客户应用。电子学和设备的设计决定了集成的方法。雅迪HARTING牵涉到所有这三个层面,以执行设备连接性的概念。结果证明了这一方法的便利性。
1. 网络系统
用户团体,比如PNO(PROFIBUS用户组织)产生了网络系统,包括PROFINET和其他系统。这些组织定义了HF性能和啮合面要求。现在有一种很明显的趋势,那就是位于通讯领域之外的以系统为中心的接口。PROFINET现在定义了24 V的配电连接器和400V的电源连接器。这种适应以太网IEEE 802.3标准的设备电源连接器解决方案是基于PoE的。机械工程工业同样也指定了ISO 23 570的数据和配电接口。这将拥有深远的影响,它突出了雅迪HARTING参与工业组织和协会,以保证确认和执行最好的面向未来的设备连接性解决方案的重要性。
2. 安装连接性
工业组织和协会通常仅仅为连接器定义功能要求,而安装由用户来决定。机器的批量生产者通常提供预制的电缆组件。如果网络是现场安装的,那么用户友好的连接技术就会成为重要因素。插入式连接器是为了简单、快速、可靠的安装而设计的,它们的多功能性至关重要。雅迪HARTING的Han Quick Lock®可以现场安装,而且它表现了很高的接合密度。
用户必须参与到其他安装策略的开发中来,设备必须支持这一安装技术。被德国一家汽车制造商采用的安装策略是一个很好的例子。所有三方有意识的集中在一起达成一项无缝解决方案,以符合未来的要求。这项策略和PNO协同执行,以保证系统层面是综合因素的一部分。作为用户,这家汽车制造商贡献了它的安装经验。设备制造商和连接器制造商 — 包括雅迪HARTING — 在解决方案制定时都被摆在桌面上。
3. 设备连接性
一个好的接口解决方案在任何安装策略中都会扮演重要的角色。设备制造商趋向于选择那些能够为他们特定的产品提供最佳解决方案的连接器。然而,对于制造商来说,最简单的解决方案在系统和用户环境中通常不会是最佳答案。不同的设备制造商使用不同的连接器,它们往往是不能相互兼容的。
自然的,设备制造商会对连接器提出合理的要求。大部分设备都包含一块PCB。制造商希望连接器能够安装在PCB板上,并和其他组件一起焊接,SMT(表贴安装)是标准的解决方案。如果连接器在某个特殊的产品型号中不是安装在PCB上的,那么需要不同的方法。带状传输线可以安装在连接器和PCB之间。在IP 67应用中,设备必须在苛刻的环境中进行操作,外壳策略是必须和设备制造商讨论的另外一个事项。
雅迪HARTING的PUSHPULL HYBRID:网络、安装策略和连接器
在所有的场景下,最优的设备连接策略必须是基于以下三个方面的最好结合:系统、安装连接性和设备连接性。只有那些乐于和系统开发者、用户以及设备制造商进行深度对话的制造商才能够定义新的标准。这些制造商也必须提供所有这三种类别的产品,并有足够的经验去寻求针对相关复杂问题的解决方案。基于对设备连接性、安装连接性和网络系统战略性的关注,雅迪HARTING成为了复杂的、以系统为中心的解决方案的一站式供应商。
雅迪HARTING的PushPull技术已经形成了一个新标准。在德国汽车工业认同了Han® PushPull的安装连接性之后,公司正迈向新的挑战。机器安装需要新的方法。向以太网通信技术的转移提供了大大简化机器连接性的机会。市场对批量生产的紧凑型机器的需求将会加速将多智能设备包装在中央控制器周围狭小空间中的趋势。星形拓扑在这一场景中提供最优化的效率和性能。
使用混合型的星形拓扑,组件配电的方法与线形及环形拓扑解决方案有根本性的不同。因为星形网络中不会使用串连,当前的处理能力可以符合独立设备的要求。在机器星形网络中,5 A电流就足够了。这种电流的降低方便了优化的混合型连接器的使用。雅迪HARTING开发了也能支持以太网通讯的PushPull Hybrid电源连接器。PushPull Hybrid小型化的设计满足了设备制造商在紧凑空间中使用连接器的要求。
DeviceCon选择向导 — 寻找到正确设备连接性解决方案的快速路径
雅迪HARTING对三个要求(系统、安装和设备)进行了系统化,并在DeviceCon选择向导中将它们包含在最新的产品信息中,DeviceCon选择向导是新的DeviceCon目录的一部分。
在选择连接器的初始阶段,设备制造商可以将所有的因素纳入考虑事项,这些事项在将连接器集成到设备和用户安装中时扮演重要角色,这些事项同样包括在整个系统中影响设备兼容性的问题。选择向导显示,例如,一个连接器是以现场安装用户友好的HARAX®连接性为特点的,兼容PROFINET的SMT版本。因为雅迪HARTING连接器通常是在自动化解决方案背景下为提供无缝连接而设计的,它们是为设备制造商和终端用户提供最大利益的设备接口产品的理想平台。
图1:PCB连接技术
图2:DeviceCon选择向导