Un cablaggio a regola d’arte

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Come si realizza un cablaggio a regola d’arte? Strumenti e accessori per un corretto cablaggio, da cavi, morsetti, connettori a tutto ciò che serve per individuare e correggere gli errori, ovvero software e tool di monitoraggio e diagnostica

Se in molti credono che il futuro delle reti, anche in ambito industriale, sia wireless, nondimeno a oggi la maggior parte delle connessioni viaggiano su cavo, a volte dati e alimentazione sullo stesso mezzo, con tutte le problematiche che ciò comporta. Un cablaggio a regola d’arte rappresenta infatti la condizione imprescindibile per una corretta trasmissione del dato, a garanzia della sua affidabilità e qualità. Interruzioni sulla linea, a causa di errori di connessione o di configurazioni non corrette della rete di comunicazione, così come della scelta di strumenti, cavi, connettori ecc. non idonei all’impiego nella specifica applicazione, possono comportare enormi perdite ai livelli superiori, di ottimizzazione e analisi del processo o qualità della produzione. Nella fabbrica 4.0, interconnessa ‘dal campo al cloud’, dove sono i dati a condurre ‘i giochi’, la loro mancanza o una rilevazione errata possono inficiare l’intero ciclo produttivo. Ecco perché è fondamentale conoscere le regole di base per un corretto cablaggio delle reti industriali e utilizzare i giusti strumenti sia in fase di realizzazione, sia di verifica e test.

Beckhoff Automation

La One Cable Automation (OCA) di Beckhoff (www.beckhoff.it) mira a fornire un cablaggio efficiente e ottimale per dispositivi, macchine e sistemi, insieme alle relative periferiche. Ciò si ottiene grazie al principio di base di combinare alimentazione, segnale e comunicazione dati in un unico connettore. La riduzione dei percorsi dei cavi non solo riduce significativamente la complessità dell’intero processo di cablaggio, ma fa anche risparmiare spazio, tempo e costi. L’OCA è una filosofia di cablaggio completa che comprende una tecnologia specifica per le soluzioni a cavo singolo. I suoi vantaggi possono essere osservati praticamente a tutti i livelli e su tutti i dispositivi: che si tratti di Ethercat P, la soluzione ultraveloce a cavo unico per l’automazione senza armadi elettrici, OCT per le applicazioni di movimento, o CP-Link 4 per le unità operative remote, OCA offre soluzioni di cablaggio innovative per l’intero livello di campo. L’OCA consente una libertà pressoché totale in termini di progettazione della topologia, garantendo al contempo tutti gli standard di sicurezza richiesti per tutti i modelli di comunicazione: semplici sistemi di bus di campo proprietari (OCT/Hiperface DSL); infrastrutture Industrial Ethernet (Ethercat ed Ethercat P); comunicazioni ad alta velocità (Ethercat G ed Ethercat G10). Ogni dispositivo di automazione può essere integrato con un unico sistema di connettori.

EFA Automazione

Distribuiti in Italia da EFA Automazione (www.efa.it), parte del gruppo Relatech, gli IO-Link Master Fastus della serie UR della nipponica Optex FA dispongono di caratteristiche tecniche che è possibile etichettare come uniche, a partire dal minimo tempo ciclo di soli 0,3 ms, un valore di circa 6 volte inferiore rispetto agli IO-Link master standard. Dalle dimensioni compatte di soli 110x63x45 mm, che lo rendono un campione di spazi, IO-Link Master Fastus serie UR consente di collegare fino a 16 dispositivi, ottimizzando così costi e cablaggi. Nati per offrire la necessaria connettività tra IO-Link e il restante mondo della comunicazione industriale, questi dispositivi permettono di interfacciarsi a tutte le principali reti di comunicazione industriale Ethernet based: Ethernet/IP, Profinet, CC-Link IE Field Basic, Ethercat e Modbus TCP. Un’altra caratteristica unica degli IO-Link Master Fastus serie UR è la possibilità di gestire segnali di tipo misto. Oltre a connettere sensori e attuatori in IO-link, è possibile cablare I/O digitali sia PNP che NPN, il che rende questi strumenti estremamente flessibili, adatti a collegare pressoché tutte le tipologie di device. Il modulo dispone di un display Oled a 2 righe di testo che, unitamente a un tastierino, consente di configurare IO-Link master e device scegliendo tra 10 lingue disponibili. Le operazioni di configurazione sono inoltre facilitate dalla capacità dei moduli Fastus UR di scaricare in automatico i file Iodd (IO Device Description). Una comoda funzione di back-up dei parametri consente, nel caso in cui un dispositivo necessiti di essere sostituito, di effettuare l’operazione in modalità plug&play, senza nuova configurazione. È infine possibile avvalersi di Json per integrare i dati generati dai dispositivi IO-Link in sistemi più ampi, come piattaforme IoT oppure applicazioni web che necessitano di disporre di dati in formati standard e interoperabili ad alto livello.

Lapp

Produttività ed efficienza sono i requisiti principali a cui l’Industria 4.0 deve rispondere. Per questo, Lapp (https://lappitalia.lappgroup.com/index.html) ha introdotto Etherline Guard, un dispositivo smart in grado di analizzare le prestazioni dei cavi Ethernet e prevederne la fine del ciclo di vita. È ideale per monitorare in tempo reale lo stato di cavi Ethernet installati in applicazioni sottoposte a elevato stress meccanico, come nelle catene portacavi o nei robot, o in processi critici. Il dispositivo è studiato per cavi Ethernet conformi a 100BaseTX secondo Ieee 802.3 (a 100 Mbps) ed è adatto per i protocolli Ethercat, Ethernet/IP e Profinet. Inoltre, è disponibile in 2 versioni per la comunicazione verso il controllo principale: LAN cablata e wireless wi-fi. Attraverso la lettura e l’analisi dei parametri, confrontati con curve di riferimento, il sensore smart identifica lo stato di usura del cavo e invia un alert al sistema di supervisione mediante, per esempio, il protocollo Mqtt. La funzione di diagnostica è basata sull’algoritmo Lapp Predictive Indicator, in grado di calcolare la vita residua del cavo, attingendo ai valori di milioni di set di dati raccolti ed esaminati negli anni dal centro di test Lapp. Dal design compatto e con una messa in servizio rapida, grazie alla calibrazione automatica, Etherline Guard è dotato di 2 porte Ethernet: si collega al cavo da monitorare adattandosi alle macchine esistenti senza ulteriori oneri di installazione. Infine, poiché i pacchetti dati vengono trasferiti da una porta Ethernet all’altra in modalità ‘cut through’, lo strumento risulta invisibile dal PLC collegato; non sono dunque richieste modifiche al software e non viene esercitata alcuna influenza sulla trasmissione dati della macchina.

Murrelektronik

I connettori MQ15 di Murrelektronik (www.murrelektronik.it) sono il sistema di connessione veloce e a prova di errore che riduce fino all’80% i tempi per l’assemblaggio. Semplici da installare, grazie al collegamento rapido, non richiedono strumenti: un quarto di giro e un click per ottenere connessioni affidabili con grado IP67. La serie MQ15 include versioni singole o doppie, pressofuse e precablate, per tensioni da 48 V (max 20 A) o 600 V (max 16 A). Sono 2 le varianti per il 600 V: 4 poli (3 contatti di potenza e 1 contatto PE) o 6 poli (3 contatti di potenza, 1 contatto PE e 2 per il segnale). Per il 48 V: 6 poli (2 contatti di potenza, 1 contatto PE e 3 per il segnale). Entrambe le versioni sono disponibili in configurazione dritta o a 90°, a flangia (ideale per i motori elettrici), oltre agli accoppiatori a T. I connettori MQ15 garantiscono minimo ingombro e un ottimo rapporto prezzo/prestazioni grazie all’impiego di materiali plastici di alta qualità e all’eliminazione delle parti metalliche, che li rendono adatti all’uso anche negli ambienti industriali gravosi. I connettori MQ15 sono adatti anche ai motori asincroni trifase fino a 7,5 kW di potenza. Infine, la serie MQ15 è conforme alla norma IEC61076-2-116 ed è certificata UL.

Phoenix Contact

I vantaggi comprovati dei connettori M12 di Phoenix Contact (www.phoenixcontact.it) includono la robustezza e le dimensioni compatte. Questi connettori sono progettati per una gestione intuitiva e senza la necessità di utensili, semplificando notevolmente l’uso in qualsiasi ambiente industriale. Il bloccaggio rapido ‘push-pull’ e la connessione ‘push-lock’ del conduttore rendono il montaggio e l’installazione semplici e affidabili. I connettori M12 push-pull con bloccaggio rapido rappresentano il nuovo standard nell’automazione industriale. La tecnologia push-pull consente un inserimento sicuro e senza utensili anche in spazi ristretti e con un’elevata densità di cablaggio. In questo modo si riducono i tempi di installazione fino all’80% rispetto a un collegamento a vite. Le lunghezze individuali dei cavi sono realizzate con connettori M12 confezionabili. Anche in questo caso in assenza di viti, perché la tecnologia push-lock rende la connessione dei conduttori comoda e semplice. I conduttori rigidi e pretrattati possono essere inseriti direttamente nel vano morsetti; per collegare cavetti a filo sottile o conduttori con sezioni maggiori, e per allentare i conduttori già collegati, è sufficiente aprire il punto di collegamento con la leva. Il portacontatti è contrassegnato da numeri e colori, in questo modo si semplifica l’assegnazione dei conduttori e si evitano errori di collegamento. Il cablaggio saldo e sicuro è garantito da una forza di contatto definita e stabile a lungo termine. La gamma di cavi confezionati M12 push-pull e di connettori assemblabili è disponibile in versioni schermate e non schermate, diritte e angolate.

Picotronik

Il cablaggio di qualità è fondamentale per la funzionalità e l’affidabilità dei sistemi elettronici. Picotronik (www.picotronik.it) presenta un punto di svolta per chi cerca precisione ed efficienza nei test di continuità: il suo tester da banco compatto è progettato per testare fino a 64 collegamenti in meno di 1 s e per individuare cortocircuiti e cablaggi errati. Cable Tester Evo di Picotronik è estremamente versatile: Il display touch-screen offre un’interfaccia intuitiva, visualizza infatti in tempo reale la diagnosi dei collegamenti e gli eventuali problemi; la possibilità di assegnare nomi ai cablaggi e di salvare configurazioni personalizzate rende il processo di test ancora più efficiente; le schede di espansione sono intercambiabili per adattarsi rapidamente a diversi connettori, dai flat-cable ai D-sub e DIN 41612. Inoltre, con l’espansione EVO-C è possibile testare cavi complessi con connettori di vari produttori. I cavi campione possono essere memorizzati e confrontati con le repliche. Lo strumento ha una struttura robusta e la capacità di eseguire test senza necessità di manutenzione o taratura; è anche disponibile una stampante correlata per la stampa dei risultati. In definitiva, Cable Tester Evo è un alleato imprescindibile per chi necessita precisione, efficienza e flessibilità in ogni fase del processo di test del cablaggio.

Schmersal

La Safety Fieldbox SFB-PN-IRT-8M12-IOP di Schmersal (www.schmersal.it) è una soluzione plug&play che permette di collegare in modo rapido e semplice più dispositivi di sicurezza a bordo impianto con un cablaggio ridotto, nonché di rendere le installazioni fail safe. Si tratta di un modulo progettato per le connessioni di campo sicure, che consente di allacciare con semplicità fino a 8 dispositivi di sicurezza, di qualunque tipo essi siano. Grazie all’interfaccia universale con connettore M12 a 8 poli è possibile collegare un ampio spettro di dispositivi di sicurezza, come interblocchi, elettroserrature elettromeccaniche ed elettroniche, interruttori, sensori, barriere ottiche e pannelli di controllo, anche di altri costruttori. I segnali di sicurezza dei dispositivi collegati vengono trasmessi al sistema di controllo tramite interfaccia Profinet/Profisafe, avvalendosi quindi di protocolli di comunicazione standard per essere integrati in architetture di automazione smart. Le prese della Fieldbox sono liberamente configurabili e sono tutte dotate di un fusibile autoresettante per garantire la protezione di linea. Fra le altre caratteristiche della Safety Fieldbox SFB figurano: fino a 4 pannelli di controllo (con arresto di emergenza) collegabili; alimentazione tramite connettore di potenza M12 (10 A); LED di stato.

SDProget

Industrial Software Con Cabling SDProget Industrial Software (www.sdproget.it) mette a disposizione uno strumento ideale per chi progetta e produce cablaggi elettrici in qualunque settore; grazie alla presenza di funzioni specifiche, lo strumento permette di realizzare rapidamente lo schema costruttivo del cablaggio elettrico, partendo dai dati forniti in fase di ideazione e progettazione. Per andare incontro alle diverse esigenze, CAD Cabling è disponibile sia come modulo aggiuntivo di Spac Automazione, sia come software autonomo. In particolare, C4S (Cabling for Spac) è la versione di Cabling specifica per Spac Automazione, il CAD/CAE di SDProget per la progettazione elettrica pensata per l’automazione industriale. Un modulo opzionale consente di integrare i dati di Cabling direttamente nella distinta materiali di Spac e di velocizzare il lavoro, riallineando automaticamente i layout di Cabling con gli schemi elettrici di Spac Automazione. C4S è complementare a Spac Automazione, dialoga direttamente con i dati presenti nello schema elettrico generato da Spac e acquisisce in automatico le informazioni necessarie al disegno di cavi e cablaggi per generare progetti ricchi di dettagli. Cabling for Spac è anche in grado di interpretare automaticamente i dati presenti sullo schema di Spac Automazione, aumentando la produttività, migliorando la qualità progettuale e riducendo la percentuale di errori di input. Al fine di fornire informazioni utili e univoche ai produttori di cavi e cablaggi, il software C4S genera schemi e documentazione dettagliati e di facile lettura. Cabling 4D (Cabling for Design), invece, è il software CAD dedicato alla gestione avanzata di cablaggi elettrici complessi in settori diversi dall’automazione industriale. Dispone di una serie di funzionalità aggiuntive a Cabling for Spac ed è disponibile sia come add-on a Spac Automazione, sia in versione applicativa ad AutoCAD. Offre due ambienti grafici di progettazione separati che si integrano tra loro: quello Funzionale, pensato per il disegno dello schema elettrico del cablaggio, e quello Costruttivo, per la progettazione dello schema planimetrico che definisce lo sviluppo, le dimensioni del cablaggio e le caratteristiche di assemblaggio. Infine, il modulo 3D (opzionale) permette di disegnare i percorsi dei cablaggi su modelli matematici importati in formato Iges o Step per determinare le dimensioni dei cablaggi.

Softing Italia

Softing Italia (www.softingitalia.it), filiale di Softing IT Networks, ha lanciato il nuovo CableMaster PoE, un pratico tester tascabile per il cablaggio con misurazione integrata della lunghezza e generatore di toni, che esegue anche il test PoE (Power over Ethernet) fino alla classe 8 a 90 W (PoE++). Dotato di schermo a colori da 3,5” e di un’interfaccia grafica, fornisce risultati di facile comprensione in tempo reale, consentendo una diagnostica di rete efficiente e accurata. Le aree di applicazione includono: test del cablaggio prima dell’accettazione finale con un qualificatore o un certificatore; test di cablaggio dei cavi Ethernet per verificare la presenza di interruzioni, cortocircuiti, cavi invertiti e coppie separate; localizzazione delle porte utilizzando un generatore di toni e un cerca-cavi opzionale; funzionalità di diagnostica sulle porte RJ45 che forniscono PoE fino a 90 W, compreso il riconoscimento della classe PoE e l’applicazione di un carico alle porte da testare. Lo strumento è ideale anche per la risoluzione dei problemi delle installazioni che utilizzano PoE.

Weidmüller

Weidmüller Configurator (WMC) di Weidmüller (www.weidmuller.it) è uno strumento di configurazione per la progettazione perfetta e sicura di sistemi elettrici, nonché per l’acquisto e l’assemblaggio di soluzioni complete. Fra le caratteristiche principali e le funzioni del prodotto figurano creazioni guidate e assistenti, che permettono l’installazione rapida delle configurazioni e il completamento automatico del progetto, per cui è possibile progettare applicazioni complete in pochi click, anche senza una conoscenza dettagliata del prodotto, e finalizzare le soluzioni con gli assistenti di supporto per aggiungere collegamenti trasversali, marcatori o colori e verificare l’assenza di errori. La funzione E-CAD roundtrip consente un processo di progettazione digitale completo. Grazie alle interfacce integrate è possibile trasferire facilmente i dati del prodotto e altre informazioni tra WMC e tutti gli utensili di ingegneria comuni. WMC attualmente supporta Eplan Electric P8, E3.series di Zuken e IGE+XAO SEE Electrical. Lo strumento offre un supporto completo in tutte le fasi del processo di configurazione, basta selezionare l’opzione desiderata. L’assistenza durante la configurazione è assicurata da procedure guidate integrate e funzioni di supporto anche personalizzabili.

Wenglor sensoric italiana

I/O Link master EP0L001 di wenglor sensoric (www.wenglor.com) rappresenta la soluzione perfetta per interfacciare il controllore con i dispositivi intelligenti installati sul campo. I sensori e gli attuatori interconnessi mediante il modulo I/O Link master EP0L001 sono in grado di scambiare dati in tempo reale sullo stato del sistema e possono così adattarsi dinamicamente al variare delle condizioni operative. Ciò consente di mantenere il processo a livelli ottimali, assicurando un’elevata qualità produttiva ed eliminando fermi indesiderati. IO-Link master dispone di 8 porte M12 che, liberamente configurabili, offrono la massima flessibilità di collegamento, riducendo al minimo i costi di ciascun canale; 4 delle 8 porte sono predisposte in variante di classe B, al fine di gestire una maggiore corrente di carico; ciascuna è in grado di collegare dispositivi che assorbono correnti di carico continue fino a 2 A (in totale 8 A). L’alimentazione ai componenti collegati avviene tramite i nuovi connettori M12 tipo L, che consentono il collegamento di dispositivi di campo addizionali. Nel caso in cui un terminale dovesse guastarsi, l’isolamento elettrico garantisce che la comunicazione non si interrompa. Un’ulteriore caratteristica dell’IO-Link master è la sua capacità di comunicare indifferentemente utilizzando i protocolli Profinet ed Ethernet/IP. La sua custodia pressofusa realizzata in lega di zinco, estremamente robusta e compatta, e la protezione di grado IP65/IP67/IP69k, rendono il dispositivo adatto per l’impiego in condizioni gravose.

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