אוטומציה של חיווט פס הדקים דורשת מחברים מתקדמים

השקעות באוטומציה, חשמול ודיגיטציה מסתמכות על אספקת כוח אמינה. עם זאת, הסיבוכים של ארונות בקרה מחווטים ידנית והפוטנציאל לטעויות אנוש יכולים לגרום לתהליכים גוזלי זמן ולא יעילים במידה רבה. אוטומציה, או לפחות פישוט, של קישוריות חיווט היא חיונית להגברת האמינות ולרווחיות יצרני הארונות.

בוני ארונות ומתכנני מוצרים חייבים לקחת בחשבון את המורכבויות של חיבורים חשמליים ותהליכי ייצור נלווים, יחד עם התנהגות ארוכת הטווח של מגעים חשמליים ודרישות אמינות. בלב ארון הבקרה נמצאים פסי ההדקים המחברים ושולטים על חוטים במערכת חשמל. הם חיוניים לארגון ובדיקת החיווט ורכיבים, לעיתים קרובות משתמשים במסילות DIN בתקן-תעשייה‏.

ארונות בקרה הם חיוניים ליישומי בניין מסחרי ותעשייתי שונים. הם חייבים להתאים לדרישות חשמל מגוונות ולבודד רכיבים מחוללי-חום ורעש או הנוטים לתנודות. ארונות מסוימים עשויים להכיל בקרים לוגיים ניתנים לתכנות וחיישנים, ולעתים קרובות מערבבים קווי תקשורת נתונים עם חיווט חשמלי.

מתכנני מוצרים נקראים לדחוס יותר רכיבים, מהתקני איתות עד ספקי כוח, בארונות עם מגבלות חתימת שטח חמורות החייבים לעמוד לעתים קרובות בתנאי סביבה קשים. עבודת התקנה לבניית ארון בקרה חייבת להתבצע מהר יותר מאי פעם ורצוי באמצעים אוטומטיים כדי להגדיל את הפרודוקטיביות והרווחיות, אך חיבורי פסי הדקים חייבים להיות תמיד אמינים, בטוחים וקלים לתחזוקה.

כדי לעמוד בצרכים עתידיים, ארונות אלה חייבים להיות ניתנים לשדרוג ולהתאמה בשדה לחיווט חדש ולאימוץ טכנולוגיה חדשה. חיווט יעיל וקל הוא מרכיב עיקרי להגברת היעילות בתכנון, הרכבה, התקנה, ולבסוף הרכבה רובוטית של ארון.

שיפור פסי הדקים

חיבורי חיווט חייבים להיות אמינים, בטוחים וקלים לתחזוקה, אך חיווט ארון יכול להיות מורכב וגוזל זמן. מחקר של המכון להנדסת בקרה של כלי מכונה ויחידות ייצור (Institute for Control Engineering of Machine Tools and Manufacturing Units‏ (ISW)) העריך שארון הבקרה הממוצע מכיל 500 חוטים, שדורשים‏ בממוצע 54 שעות חיווט, 56% מהן מושקעות בחיתוך, הוספת מחברים וכיווץ.

פסי הדקים מפשטים את תהליך החיווט ומקלים על סידור וסידור מחדש של מודולים בתוך הארון. אך יצרנים ולקוחות רבים עדיין מסתמכים בעיקר על עבודה פיזית כדי להשלים חיבורי פסי הדקים תוך שימוש באחד משלושת סוגי החיבורים לאבטחת מוליכי החוטים:

• חיבורי בורג, עם מלחץ הידוק או חיבורי בורג ואום. אלה מתאימים במיוחד עבור חיבורים עם מוליכים בעלי חתך-רוחב גדול. מוכחים ואמינים, חיבורים אלה עלולים להזדקק להידוק תקופתי. הידוק-יתר הוא‏ סיכון פוטנציאלי היכול לגרום נזק לחוט.
• חיבורי קפיץ בהם פשוט מוחדרים מוליכים מוצקים חשופים בנקודת הידוק בלחץ, מופעלת-קפיץ, עם נעילה עצמית. עם זאת, הם דורשים החדרת‏ כלי כדי לפתוח את נקודת ההידוק.
• חיבורי דחיפה-פנימה (push-in), ‏שיפור של חיבורי הידוק בלחץ מופעלי-קפיץ, מספקים נוחות ואמינות מגע גבוהות יותר. מרכיבים ומתקינים יכולים לקחת מוליך חשוף בעל שזירה-עדינה, עם טבעת הידוק (ferrule) מכווצת על השזירה, או מוליך מוצק, ופשוט להחדיר אותו בנקודת ההידוק עד המעצור ללא צורך בכלי. בנוסף לשימוש התכוף בטבעות הידוק (ferrules), פתיחת המהדק כדי להסיר מוליכים עדיין מחייבת שימוש בכלי.

אפשרות חיבור SNAP IN

Weidmüller‏ מציעה אפשרות אחרת, מעבר לחיבורי דחיפה-פנימה (push-in). פסי הדקים Klippon Connect SNAP IN של החברה מבטיחים חיבוריות חשמלית קלה, מהירה, בטוחה ויעילה יותר. טכנולוגיה זו יכולה לקצר זמני חיבור של פסי הדקים בעד 50% ואפילו לתמוך בתהליכי חיווט אוטומטיים במלואם.

ניתן לחבר אפילו מוליכים גמישים ללא טבעות הידוק או כלים. פסי הדקים מוארקים/אדמה מגנה (PE) ו-‏Feedthrough מסדרת SNAP-IN S‏ כוללים קפיץ טעון מראש, וניתן להחדיר במהירות ובביטחון חוטים חשופים אל תוך נקודת ההידוק ללא הכנה נוספת. יש איתות של המגע עם נקודת ההידוק על ידי צליל "קליק"‏ ברור, ודוחף ירוק מוגבה כדי לספק אישור חזותי. מגע אמין של המוליך מבטיח שחיבור החוט מוגן מפני רעידות, כמו גם אטום לגז ויציב.

עם פסי ההדקים SNAP-IN, ניתן לשחרר חוטי מוליך במהירות על ידי לחיצה על הדוחף, שגם טוענת מראש את נקודת ההידוק עבור החדרה עוקבת. יצרנים יכולים להאיץ זמני חיווט עם פחות הכנת חוטים וליצור תהליך התקנה יעיל יותר.

ידית חיבור המוליך של פסי הדקים SNAP-IN כבר פתוחה, מאפשרת החדרה של המחבר החשוף, עליו מנגנון ההידוק מוגן-הפטנט נסגר אוטומטית. זה מבטיח חיבור קבוע, בטוח, עם נעילה-עצמית, בכוח מגע רב מהמוליך לפס הצבירה.

במקרים בהם קצה מוליך חשוף חייב להיות מוגן,‏ יצרנים ומתקינים יכולים להשתמש בריתוך אולטרסוני או בטבעות הידוק (ferrules) מכווצות. נקודות בדיקה סטנדרטיות מאפשרות בדיקות אוטומטיות ותהליכי בדיקה.

חיבורי SNAP-IN מוחדרים כהלכה הם יציבים בטווח הארוך ומתאימים לאזורים הנתונים לרעידות וזעזועים, בהתאם ל-IEC 61373/10.2011. בדיקה או התאמה מחדש לאחר מכן אינה נחוצה. יתר על כן, חיבורי SNAP IN הם ללא בעיות, אפילו בתחומי טמפרטורה קיצוניים מ-‎40°C- עד בערך ‎120°C+.

פסי הדקים SNAP-IN הם "מוכנים עבור רובוט", עם תכנון‏ ממוטב שניתן לסיום ישירות עם מערכות רובוטיות. חיבור אוטומטי של פס הדקים יכול למנוע טעויות ייצור, להאיץ מהלכי עבודה ולהקטין עלויות.

פסי ההדקים מסדרת SNAP IN S מוטבו במיוחד לסימון לייזר אוטומטי כדי לקצר עוד יותר את זמן הייצור.

אופציות סדרת SNAP IN S

פסי הדקים Feed-through מתאימים להצטרף ו/או לחבר מוליך אחד או יותר. הם יכולים להיות בעלי רמת חיבור אחת או יותר הנמצאות באותו הפוטנציאל או מבודדות זו מזו.

פסי הדקים Feed-through מסדרת Weidmüller SNAP IN S‏ זמינים בגרסאות שכבה-אחת עם 2, 3, או 4 חיבורים. איור 1‏ מציג את ה-2674530000 2-חיבורים וה-2753960000 4-חיבורים. קיים גם 2753950000 3-חיבורים. כל פס הדקים מקבל מוליכים עם שטח‏ חתך-רוחב של עד 2.5 ממ"ר ותחום תקן American Wire Gauge‏ (AWG) של‏ ‎14-20‏.

איור 1‏: בצד שמאל נמצא מחבר פס ההדקים 2674530000 שכבה-אחת, 2-חיבורים, ובצד ימין ה-2753960000 שכבה-אחת, 4-חיבורים. (מקור: Weidmüller)

Weidmüller‏ מציעה גם מחברים מגובבים מרובי-שכבות, היכולים לשאת יותר מוליכים בחללים קומפקטיים, כולל ה-‎2902380000‏ 4-חיבורים (איור 2‏).

איור 2: מחבר פס ההדקים Feed-through‏ ‏2902380000 שכבה-כפולה, 4-חיבורים. (מקור: Weidmüller)

פסי הדקים מוארקים/אדמה מגנה (PE) הם סוג של פס הדקים‏ feed-through המספק חיבור הארקת אדמה‏ אמין לנקודות הרכבה. יש להם נקודת מגע אחת או יותר לחיבור עם ו/או התפצלות של מוליכי אדמה מגנה.

גרסאות PE בסדרת SNAP IN S של Weidmüller כוללות את ה-2674560000 2-חיבורים, שכבה-יחידה ואת ה-2902460000 4-חיבורים, מרובה-השכבות (איור 3).

איור 3: מחבר פס ההדקים ‎2902460000 PE שכבה-כפולה, 4-חיבורים. (מקור: Weidmüller)

חיווט פס הדקים דורש גם לוח‏ קצה, כמו ה-Weidmüller 2751080000. ‏הוא מותאם לצד הפתוח של ההדק המודולרי האחרון לפני מתלה הקצה כדי להבטיח את הפונקציה של ההדק המודולרי והמתח הנקוב המצוין, וכדי להגן מפני מגע עם חלקים חיים.

סיכום

חיווט קל ויעיל הוא מפתח לעמידה בדרישה לארונות בקרה חשמליים ככל שקצב החשמול והאוטומציה גובר. מנגנון החיבור המפעיל את עצמו של טכנולוגיית‏ SNAP IN של Weidmüller‏ מספק הזדמנויות לפרודוקטיביות גדולה יותר עם מחברי פסי הדקים קלים יותר להרכבה ולתחזוקה הניתנים להגדרה מחדש בקלות רבה יותר, והמתוכננים באופן אופטימלי לתמוך בהרכבה בסיוע רובוט.