Złącza przemysłowe. Złącza silnoprądowe i systemy modułowe

W raporcie zgrupowane zostały złącza silnoprądowe, systemy modułowe oraz, w drugiej kolejności, szereg produktów należących do kategorii złączy do zastosowań przemysłowych. W ramach tych grup wyróżnić można elementy różnego typu – np. złączówki, czyli złącza kabel-kabel, ale też wtyczki i gniazdka do montażu w urządzeniach, czyli złącza kabel-obudowa.

Podzespoły te łączy fakt, że są one zazwyczaj stosowane do przesyłania dużych prądów lub w aplikacjach, gdzie wymagany jest duży stopień niezawodności – przemyśle, zastosowaniach profesjonalnych, ale też transporcie czy wojsku. Ponieważ stanowią one bardzo często stanowią komplementarne elementy oferty dostawców, w raporcie omawiane są wspólnie, niemniej należy mieć świadomość różnic pomiędzy nimi.

CZĘŚĆ 1 – TECHNOLOGIA

Od silnoprądowych do sygnałowych

Początek upowszechniania się złączy przemysłowych datować można na lata 60. zeszłego wieku, kiedy elementy te zaczęły być stosowane m.in. w przemyśle maszynowym. Obszar ich zastosowań szybko rozszerzał się i obecnie złącza tego typu stosuje się w automatyce, robotyce, maszynach, elektrotechnice i innych, wcześniej wymienionych dziedzinach.

Ich popularność w przemyśle wynika m.in. z faktu, że większość podzespołów automatyki, elementów maszyn i linii technologicznych wykonywana jest modułowo – w tym przypadku niezbędna staje się możliwość ich szybkiego montażu i demontażu, przy jednoczesnym zachowaniu odpowiednich parametrów połączeń.

Złącza przemysłowe produkowane są współcześnie w wielu wersjach i wykonaniach, przez co tworzą grupę towarową o szerokim asortymencie. Biorąc pod uwagę podstawowe różnice w ich budowie wyróżnić można złącza okrągłe, płaskie, prostokątne, natomiast pod względem montażu przewodu – z zaciskami śrubowych, stykami sprężynowymi oraz szybkozłącza.

Zazwyczaj komponenty te wyposażone są w zabezpieczenia mechaniczne, które zapobiegają przypadkowemu rozłączeniu oraz niepoprawnemu połączeniu kabla. Część producentów oferuje złącza o dużej trwałości pod względem łączenia i rozłączania (więcej niż milion cykli), wiele firm ma w swojej ofercie również produkty pyło- oraz wodoszczelne, a nawet konstrukcje gazoszczelne.

Rys. 1. Dziedziny najczęstszego wykorzystania łączy silnoprądowych i systemów modułowych przez klientów ankietowanych firm (źródło: ankieta redakcji APA)

Asortyment omawianych elementów jest tym większy, że zazwyczaj każdy producent złączy wprowadza w obrębie swoich produktów własne standardy związane z budową złączy czy detalami wykonania. Różnorodność ta jest dla klientów korzystna, ponieważ szukają oni elementów jak najlepiej dopasowanych do aplikacji.

Jednocześnie producenci chcą zazwyczaj obsługiwać jak najszersze rynki, przez co ich katalogi mają zazwyczaj po kilkadziesiąt lub więcej stron. Przykładowe złącza silnoprądowe dostępne na rynku krajowym przedstawione zostały w tabeli 2.

Ponieważ w przypadku omawianych elementów niemożliwe jest uznanie danej grupy za reprezentatywną dla całej omawianej tematyki, zestawienie należy traktować jako przegląd przykładów z oferty dostawców działających na rynku. Istotnym kryterium, które było użyte przy tworzeniu zestawienia, było określenie typowych prądów przewodzonych przez złącze na zakres 50 do 200 amperów.

Do grupy złączy, które zalicza się często do silnoprądowych, należą również złącza śrubowe kabel-płytka, częściej spotyka pod nazwą terminal-block. Są one wykorzystywane do przesyłania prądów o średnich wartościach, jak też podłączania sygnałów sterujących, przez co są dosyć popularne i szeroko wykorzystywane w urządzeniach elektrycznych i elektronicznych.

Ze względu na względną prostotę tych produktów, są one również często umieszczane w ofercie firm, które niekoniecznie działają w omawianej branży. Jednocześnie są to komponenty wytwarzane głównie przez firmy dalekowschodnie, przy zakupie których cena jest jednym z istotniejszych czynników.

Do grupy złączy wykorzystywanych w automatyce przemysłowej należy wreszcie bardzo obszerna grupa elementów sygnałowych. Zaliczyć można do nich również złącza do systemów takich jak PXI, ATCA, TCA, AMC, ale też szereg złączy do sieci komunikacyjnych. Szybki wzrost wykorzystania technologii informatycznych w przemyśle wymusza stosowanie odpowiedniego okablowania i niezawodnych połączeń, przez co przemysłowe wersje standardów RJ-45, USB, Firewire i innych są coraz częściej pojawiającym się elementem oferty dostawców złączy. W raporcie nie są one szerzej omawiane, choć wiele uwag dotyczących technologii oraz rynku ma odniesienie również tego typu produktów.

Popularne systemy modułowe

Drugą z dużych grup produktów przedstawianych w raporcie są systemy modułowe i listwy łączeniowe, które zestawione zostały w tabeli 3. Systemy takie pozwalają na łączenie sygnałów silnoprądowych i sterujących, niektóre również na wykonywanie połączeń optycznych (światłowodowe) oraz pneumatycznych.

Są one wyrobami popularnymi na rynku automatyki oraz elektroenergetyki i wykorzystywane są najczęściej w większych instalacjach do tworzenia pakietów połączeń. Są one często przewidziane do montażu na szynie DIN, która wydaje się być tutaj idealnym rozwiązaniem zapewniającym mocną, wytrzymają konstrukcję, a przy tym łatwy montaż różnorodnych modułów.

Typową wartością maksymalnego napięcia dla systemów modułowych przedstawionych w zestawieniu raportowym to 1kV, natomiast wartość maksymalnego prądu jest w przypadku tej grupy zróżnicowana i wynosić może nawet kilkaset amperów. Różne są również maksymalne przekroje przewodów, które mogą być montowane w złączach.

Do omawianej grupy produktów zaliczyć można nie tylko systemów do montażu np. na szynie DIN – w ofercie wielu firm znaleźć można systemy złączy rzędowych do montażu na płytkach drukowanych, które mogą być konfigurowane przez użytkownika. Producenci systemów modułowych dostarczają oprócz różnorodnych modułów również szereg akcesoriów dodatkowych służących np. do znakowania oraz elementy pozwalające na wykonywanie zaawansowanych kombinacji połączeń w systemie. Taka rozszerzona oferta z pewnością sprzyja większej elastyczności aplikacyjnej omawianych produktów.