Obudowy szyte na miarę, czyli personalizacja obudów w systemach automatyki

Modułowość, szeroki wybór rozmiarów, duża dowolność w wyborze technik połączeń czy zintegrowane złącza pełniące funkcję magistrali to jedynie część opcji analizowanych przy wyborze systemów obudów. W zależności od projektu i docelowego rynku, czy to przemysłu, automatyki budynkowej czy systemów zasilania lub bezpieczeństwa oprócz powyżej wspomnianych parametrów technicznych ważne też będą wygląd i łatwość montażu.

Standaryzacja

Dla wielu producentów urządzeń standardowe obudowy nie są przystosowane do obsługi złożonych systemów. Wymogi projektowe w zakresie połączeń mogą wymuszać kompromisy takie jak zwiększenie rozmiaru obudowy. To z kolei może mieć negatywne konsekwencje dla użytkownika końcowego, a nawet może oznaczać, że obecnie szersze urządzenie nie nadaje się do niektórych zastosowań. Zgodność z normą DIN EN 43880, często wymagana dla systemów automatyki budynkowej, może stanowić kolejne wyzwanie dla projektantów urządzeń ograniczając wymiary układów PCB.

Dla przykładu dzięki nowej generacji modułowych obudów do elektroniki z serii BC to użytkownik wybiera konfigurację, wskazuje umiejscowienie podłączeń, konfiguruje obudowy zgodnie ze swoimi indywidualnymi potrzebami. Elastyczność wielomodułowego systemu BC została teraz połączona z technologią połączeń Push-in. Podczas konfigurowania modułowych górnych części obudowy BC, oprócz otwartych, półzamkniętych lub całkowicie zamkniętych segmentów z otworami wentylacyjnymi i bez, firma Phoenix Contact oferuje teraz również wkładki do złączek wtykowych Push-in PCB serii SPT-THR 1,5 i SPT-THR 2,5. Konfiguracja wszystkich segmentów pozostaje dowolna.

Dostępne konfiguracje podłączeń obejmują przekroje przewodów 1,5 mm² i 2,5 mm² w formacie jednorzędowym i dwurzędowym. Dodatkowo konfiguracje jednorzędowe mogą uwzględniać złącza KNX. Warto zauważyć, że terminale SPT-THR umożliwiają ich montaż w piecu rozpływowym wraz z innymi elementami SMD co może znacząco uprosić produkcję oraz zredukować jej koszty.

 

Rys. 1. Jeden system – wiele możliwości

Technologia połączeń Push-in

Technologia Push-in na dobre zadomowiła się w automatyce, nie tylko w listwach zaciskowych okablowania i złączach do puszek przyłączeniowych, ale także w przełącznikach, gniazdach, oświetleniu i innym sprzęcie. Trend ten nie zadomowił się jednak (jeszcze) w sterownikach i urządzeniach w szafach sterowniczych. Nadal często stosuje się technologię śrubową, co wiąże się ze znacznie dłuższym czasem okablowania, a tym samym wyższymi kosztami. Technologia połączeń sprężynowych może skrócić czas okablowania nawet o 50 procent – i to bez użycia narzędzi.

Technologia wykorzystuje sprężynę dociskową. Przewód, sztywny lub z tulejką, wkładany jest bezpośrednio – bez konieczności uprzedniego otwierania punktu zaciskowego. Dzięki specyficznej konstrukcji sprężyny popychającej przewód w kierunku szyny prądowej, do montażu przewodu potrzebna jest bardzo mała siła wkładania. Technologia ta umożliwia wygodne i bezproblemowe okablowanie bez użycia narzędzi. Dzięki temu instalacje elektryczne mogą być wykonywane prościej i taniej.

 

Rys. 2. Szybki montaż sygnałów I/O dzięki technice połączeń Push-in

Złącza i systemy przyłączeniowe, systemy magistrali

Szeroki wybór złączy, którymi można się posłużyć, znacząco ułatwia realizację założonych funkcji, dlatego ważne jest, aby sprawdzić, jakie możliwości w tym zakresie daje nam wybrana obudowa. Najczęściej używane są dobrze znane terminale przyłączeniowe, dzisiaj dostępne już w różnych wariantach: śrubowym, sprężynowym, IDC czy obsługiwanym bez narzędziowo, np. za pomocą dźwigienek. Warto zauważyć, że niektóre systemy oferują również dedykowane rozwiązania w zakresie terminali i złączy wtykowych, które znacząco upraszczają proces projektowania. Są one precyzyjnie dopasowane do obudowy i nie wymagają dodatkowej pracy nad mechaniką. Wybór technik przyłączeniowych w takiej sytuacji nie zajmuje dużo czasu. Idealnie, gdy oprócz wspomnianych wyżej opcji, obudowa w łatwy sposób umożliwia również integrację standardowych złączy komunikacyjnych jak RJ45, USB, D-SUB czy złączy antenowych.

Mówiąc o systemach modułowych, gdzie poszczególne elementy w łatwy sposób mają być podłączane i odłączane z systemu, warto sprawdzić, czy producent oferuje dedykowany system złączy magistrali. Dwa najczęściej spotykane rozwiązania to: magistrala wewnątrz szyny DIN biegnąca pod kolejnymi modułami oraz magistrala zrealizowana wewnątrz obudowy. Pierwsza opcja montowana jest niezależnie od obudowy i umożliwia swobodne wypięcie modułu z systemu, jednocześnie zachowując jego stałą komunikację. Redukuje potrzebę zewnętrznego okablowania, upraszczając rozwiązanie i ułatwiając obsługę. Druga opcja to magistrala zintegrowana z obudową już w procesie produkcji, wymaga rozłączenia systemu, aby umożliwić wyjęcie wybranego modułu, często umożliwia wykorzystanie większej ilości kanałów. Z racji potrzeby nieprzerwanej pracy w wielu procesach ta wersja jest wybierana znacznie rzadziej. Oba rozwiązania umożliwiają realizację połączeń zarówno szeregowych jak i równoległych.

 

Rys. 3. Elastyczność w wyborze złączy sygnałowych i do transmisji danych

Wizualizacja i intuicyjne sterowanie

Przyzwyczajeni do prostej i przyjemnej formy interakcji szeroko obecnych paneli dotykowych użytkownicy oczekują tego samego od interfejsów HMI na wszystkich rodzajach urządzeń. Użyteczność i doświadczenie użytkownika odgrywają zatem ważną rolę w osiąganiu satysfakcji klienta.

Fabrycznie zainstalowane rezystancyjne lub pojemnościowe wyświetlacze dotykowe oraz klawiatury membranowe umożliwiają wizualizację i bezpośrednią obsługę. Umieszczenie wyświetlaczy lub innych komponentów HMI w urządzeniu przy coraz krótszym czasie projektowania jest wyzwaniem. Producenci urządzeń zazwyczaj specjalizują się przede wszystkim w wyrafinowanej elektronice i jej funkcjonalności. Z drugiej strony integracja elektromechaniczna wymaga różnych umiejętności: kluczowe są przemyślane koncepcje obudów i know-how w zakresie formowania wtryskowego, klejenia i łączenia.

Indywidualne rozwiązania w zakresie wizualizacji i obsługi wyróżniają systemy obudów Phoenix Contact. Użytkownik otrzymuje prefabrykowane i przetestowane podzespoły oszczędzając dużo czasu i potencjalnych kosztów prototypowania i wdrożenia. Nowoczesne rozwiązania wizualizacyjne charakteryzują się optymalnym dopasowaniem do obudów pod względem kształtu i konstrukcji, jak np. zlicowany koniec frontu obudowy z powierzchnią wyświetlacza.

 

Rys. 4. Wygodna wizualizacja dzięki dedykowanym wyświetlaczom

Personalizacja

Ostatni, ale nie mniej ważny aspekt, na który należy zwrócić uwagę to wygląd zewnętrzny urządzenia i dostosowanie go naszych potrzeb. Producenci obudów oferują szereg usług, które pomagają spersonalizować urządzenie bez konieczności korzystania z usług firm zewnętrznych. Najczęściej oferowane usługi to zmiana koloru obudowy, nadruki oraz dodatkowe otworowanie umożliwiające między innymi wyprowadzenie sygnalizacji na front urządzenia czy dodatkowe połączenia nie przewidziane w standardowym produkcie. Czasami możliwa jest również ingerencja w kształt obudowy, co dodatkowo pomaga wyróżnić produkt.

Opracowując nowy system ważne jest, aby wybrać odpowiednią obudowę, która umożliwi wygodną realizację wszystkich założonych funkcjonalności a jednocześnie zapewni ergonomię korzystania z zaprojektowanych modułów. Jej montaż i konstrukcja to dwa kluczowe aspekty na które trzeba zwrócić uwagę, ale nie jedyne. Kierunek montażu płytek drukowanych i technologia połączeń, wykorzystanie systemów magistrali do komunikacji wewnątrz systemu czy jakże ważna personalizacja wyróżniająca produkt na tle konkurencji to równie ważne elementy całego procesu. Aby ułatwić podjęcie decyzji firma Phoenix Contact przygotowała serię poradników, w których dokładnie opisuje wymienione elementy.

 

Rys. 5. Personalizacja i szeroki wachlarz usług dodatkowych

Paweł Zientarski, Menedżer Obszaru Biznesu – złącza i obudowy do elektroniki, rynek dystrybucji

Phoenix Contact
tel. 694 485 087
www.phoenixcontact.pl/Obudowy
pzientarski@phoenixcontact.pl