Lorsque les temps d'arrêt des équipements sont directement liés à des conditions d'exploitation difficiles, environ 20 % des pannes sont dues à des problèmes de câblage ou de connexion. Peu d'ingénieurs sont conscients de l'influence de l'environnement contraignant dans lequel leurs équipements fonctionnent sur le choix des câbles et connecteurs réseau ; or, une attention particulière portée aux détails permet d'améliorer considérablement l'efficacité en réduisant les temps d'arrêt.
Les connexions peuvent être regroupées pour tous les types de câbles, quel que soit le fabricant, ce qui permet de réaliser d'importantes économies sur les matériaux et d'améliorer l'efficacité globale. La méthode traditionnelle de câblage point à point engendre certains coûts inhérents, notamment le coût des conduits, des tuyaux, des câbles, des fils et des raccords ; les conduits nécessaires, tels que des goulottes de plus grand diamètre pour plusieurs câbles ou des câbles de forte section ; et les séparateurs de conduits requis par les normes pour séparer les câbles de tensions différentes. Enfin, des frais de main-d'œuvre sont à prévoir pour les terminaisons individuelles et, le cas échéant, le cintrage des tuyaux par des électriciens qualifiés.
Critères d'une solution efficace et économique :
Compte tenu de la taille des équipements, de la complexité du système et du nombre d'entrées et de sorties nécessaires, ainsi que des coûts liés à l'installation, aux essais de réception sur site et à l'évolutivité des équipements (en cas d'extension de l'usine), le coût total peut être considérable. Plusieurs critères sont à prendre en compte pour concevoir une solution plus efficace et économique.
La première étape consiste à définir l'environnement d'application dans lequel l'équipement doit fonctionner. Cet environnement peut être caractérisé par les seuils de température ambiante et de fonctionnement ; les vibrations et les chocs mécaniques ; l'exposition aux interférences électromagnétiques (IEM) et aux radiofréquences (RF) ; l'humidité ; l'exposition à la lumière du soleil, aux lubrifiants, aux solvants et aux fluides de coupe ; ainsi qu'aux carburants et aux résidus de soudage. Les conditions variables, telles que les flexibles haute pression et l'immersion périodique, fréquentes dans l'industrie agroalimentaire, doivent également être prises en compte. Une fois les aspects environnementaux de l'application définis, il sera plus facile de choisir la solution de câblage appropriée pour l'équipement.
Ensuite, il faut déterminer les emplacements d'entrée et de sortie sur l'appareil, car l'utilisation d'une boîte de jonction facilite le regroupement des connexions. Des milliers de fabricants dans le monde proposent des connecteurs d'entrée et de sortie pré-assemblés pour leurs appareils. Il convient ensuite de calculer les longueurs approximatives entre l'appareil final et le point d'entrée/sortie, ainsi que la distance de retour jusqu'au point de regroupement dans la boîte de jonction.
La clé du succès réside dans votre relation avec votre fournisseur de connecteurs et de câbles. Un fournisseur comme Molex peut vous aider à définir la nomenclature de vos équipements. Il peut également vous proposer une solution de connexion simple et rapide pour vos dispositifs de commande. Ceci est essentiel à la réussite de votre projet. Il est tout aussi important de choisir les connecteurs et câbles moulés adaptés, ainsi que le boîtier de jonction étanche, en fonction de votre environnement d'exploitation spécifique.
L'intégration de l'alimentation et du signal d'un terminal dans une topologie de bus de terrain permet de réduire les coûts et d'optimiser les performances de votre machine. De nombreux réseaux offrent aux fabricants d'équipement d'origine (OEM) la possibilité de combiner l'alimentation et la communication de signal sur un même câble. Il existe des réseaux de bus de terrain adaptés à de nombreux besoins, chacun présentant ses propres avantages et inconvénients selon les exigences de l'application. Le choix du réseau de bus de terrain approprié doit s'inscrire dans votre stratégie globale de développement des équipements et de l'installation afin d'obtenir des performances optimales et de fournir des informations en temps réel à la direction.
Des économies peuvent être réalisées en combinant les circuits d'alimentation individuels lors de la mise en place d'un réseau et d'un système de communication. La réduction de l'encombrement, l'augmentation du nombre de points de connexion, la diminution du nombre de câbles et de connecteurs, ainsi que la suppression des conduits coudés et des coûts de câblage élevés contribuent toutes à des économies directes. Des économies indirectes sont réalisées grâce à une mise en œuvre plus rapide, des besoins de maintenance réduits, une disponibilité accrue de l'installation et une meilleure information sur les performances des équipements, ce qui facilite le contrôle et la prise de décisions stratégiques par la direction.
Les connecteurs sont essentiels à l'optimisation globale des systèmes de commande d'équipements. Les matériaux de contact et de gaine, ainsi que la conception des contacts, déterminent l'intégrité du flux de données lors de la communication entre le panneau et l'appareil. Les méthodes de terminaison des contacts, telles que la soudure, le sertissage ou le câblage, associées aux différents types de connecteurs (à âme rigide ou souple), déterminent également la fiabilité de la transmission de l'énergie et des signaux en milieu industriel. De plus, la conception du couplage mécanique du connecteur (imprimé, à serrage, à enclenchement ou fileté) peut être déterminante pour le maintien d'une connexion mâle-femelle sécurisée pendant le fonctionnement de l'équipement. Enfin, selon l'environnement, les techniques d'étanchéité et les terminaisons des connecteurs câblés, qu'elles soient appliquées en usine ou moulées en production, peuvent affecter non seulement l'installation et la mise en service, mais aussi les performances du système tout au long du cycle de vie de l'équipement.
L'optimisation de la disponibilité des équipements est un autre facteur important. Quel est le coût réel de cinq minutes d'arrêt ? Un calcul rapide de la perte de production pendant ce laps de temps permet d'estimer les pertes de revenus et de bénéfices en cas de panne ou de maintenance d'une ligne. Les systèmes de distribution d'énergie et de contrôle « plug-and-play » permettent aux opérateurs et au personnel de maintenance de remplacer les moteurs défectueux ou les capteurs endommagés en quelques secondes ou minutes, sans avoir à effectuer de recâblage complet.
Le choix des matériaux appropriés pour les équipements robustes et les installations électriques est primordial. Le PVC convient généralement aux flexibles haute pression et aux environnements à forte humidité, tandis que le PUR et le TPE sont plus adaptés aux environnements où les huiles, les fluides de coupe, les solvants, les résidus de soudure et les produits chimiques sont fréquents. Pour répondre aux exigences des utilisateurs, assurez-vous que les câbles et connecteurs sélectionnés possèdent les certifications et homologations requises. UL, CSA, Factory Mutual et ATEX sont des organismes internationalement reconnus qui certifient l'adéquation des produits à des applications et environnements spécifiques.
Les connecteurs et câbles moulés en usine résolvent plusieurs problèmes récurrents en production. Le premier est celui des erreurs de connexion ; même le meilleur électricien peut commettre une erreur. Le second problème est la protection de l'interface du connecteur contre les agressions extérieures. La Commission électrotechnique internationale (CEI) a publié des directives de fabrication détaillées pour des configurations et des conceptions de connecteurs spécifiques à l'échelle mondiale, offrant ainsi aux fabricants un cadre pour la production de connecteurs interconnectables.
Bien que les comités de normalisation établissent des normes de tolérance pour les configurations de connecteurs, tous les connecteurs ne sont pas identiques. Il est essentiel pour le fabricant de connecteurs de comprendre les caractéristiques spécifiques de son environnement d'application afin de spécifier un produit offrant un niveau élevé de sécurité et de fiabilité dans cet environnement. Les principaux fournisseurs de connecteurs et de réseaux de bus de terrain, tels que Molex, disposent de données de test sur les applications et les performances afin de démontrer l'adéquation du produit à l'environnement d'exploitation spécifique.
Du point de vue de l'utilisateur final, lors de la négociation du contrat définitif, il convient de prendre en compte les caractéristiques et les avantages offerts par les solutions de connecteurs plug-and-play pour les systèmes de contrôle et les installations électriques. Ces éléments se traduisent concrètement par un coût total de possession lors de la prise de décision. Le coût de l'équipement constitue un actif amortissable ; la productivité et la rentabilité de l'entreprise dépendent de son activité quotidienne.
Lors de l'évaluation des solutions réseau potentielles, quatre aspects clés doivent être pris en compte. Le plus important est sans conteste la fonctionnalité de diagnostic : la capacité à déterminer les performances de votre réseau. Ensuite, les performances et la vitesse sont cruciales, ce qui soulève les questions suivantes : quel est votre seuil de performance optimal ? Votre solution réseau est-elle adaptée au nombre d'entrées et de sorties, à la liaison réseau, aux besoins en alimentation et aux autres exigences spécifiques ? Troisièmement, la maintenance prédictive est également importante. Est-il possible d'anticiper les goulots d'étranglement du réseau en cas de panne de ligne, et dispose-t-on de suffisamment de temps pour planifier la maintenance de routine afin d'évaluer ces risques ? Enfin, l'interface de connexion : les connecteurs mâle-femelle et le câblage sont-ils conçus pour résister aux rigueurs de l'environnement industriel où l'équipement fonctionne et pour continuer à répondre aux exigences de performance de votre système de traitement ?
Molex développe constamment des produits offrant aux utilisateurs des niveaux de vitesse et de densité toujours plus élevés, des formats plus compacts et des coûts globaux réduits. Nous constatons une tendance vers les réseaux Ethernet industriels, sous la forme d'Ethernet IP, d'Ethernet TCP et de Profinet, qui sont mis en œuvre jusqu'au niveau des appareils. Compte tenu de ces tendances, nous sommes confrontés à une demande de connecteurs industriels hybrides et robustes qui combinent Ethernet et alimentation dans un format compact et conforme à la norme IP.
Nous répondons également au besoin de connectivité sur une large plage de températures, tout en respectant la demande de matériaux écologiques. De plus, nous constatons une tendance croissante à minimiser, voire à éliminer, les boîtiers coûteux et à automatiser le fonctionnement des équipements. Enfin, nous observons l'intégration de la sécurité, de l'alimentation et des communications dans un seul ensemble de connecteurs et de câbles.
Auteur : Article fourni par Molex
