Les ingénieurs de fabrication peuvent ressentir la frustration d'une chaîne de production arrêtée en raison d'un dysfonctionnement du contrôleur de moteur, mais la réparation de ce contrôleur nécessite le démontage de dizaines de fils de connexion. Les techniciens recherchent des circuits dans le faisceau de câbles, dans l'espoir de trouver le bon parmi des centaines de fils ayant une apparence similaire. À l’origine, cela ne prenait que quelques minutes, mais cela prenait plusieurs heures. Cette situation met en évidence les défis posés par les connexions électriques dans les environnements industriels. Les systèmes câblés semblent à première vue rentables, mais ils peuvent provoquer des inefficacités cachées qui s'aggravent au cours du cycle de vie de l'appareil, et l'essence du problème réside dans la nature rigide des connexions câblées. Heureusement, des solutions de connecteurs modulaires (Figure 1) peuvent désormais être adoptées, capables de répondre à des exigences en constante évolution tout en conservant une fiabilité de niveau industriel.
Système de connecteurs modulaires HARTING Han-Modular ®
Figure 1 : Système de connecteurs modulaires Han Modular ®. (Source de l'image : HARTING)
L'origine de la technologie de connexion industrielle standardisée
En 1945, Wilhelm HARTING se rendit compte que le développement industriel d'après-guerre nécessitait des solutions de connexion complètement différentes des conceptions existantes. À partir d'un petit atelier de réparation à Minden, en Allemagne, HARTING a développé un produit connu plus tard sous le nom de Heavy Duty Connector (HDC), établissant des principes qui influencent encore aujourd'hui la conception des connexions industrielles.
Par rapport à la conception circulaire qui dominait initialement les applications militaires et aérospatiales, la construction de connecteurs rectangulaires a réalisé une percée. La structure rectangulaire améliore l'utilisation de l'espace des panneaux de commande industriels et permet d'obtenir une densité de contact plus élevée dans un encombrement standardisé. La série de connecteurs Han a été lancée avant le boom industriel des années 1960, démontrant à quel point les connexions standardisées robustes et durables peuvent gérer plusieurs supports et résister aux environnements d'usine difficiles.
Cette accumulation historique est extrêmement importante car la technologie Han Modular hérite directement de principes éprouvés. Il ne s’agit pas de réinventer les concepts de base, mais de combiner des conceptions éprouvées avec les derniers matériaux, technologies de fabrication et capacités d’intégration.
Déconstruire la conception des systèmes de connexion modulaires
La technologie Han Modular de HARTING adopte une approche de construction modulaire. Les ingénieurs peuvent sélectionner des modules individuels en fonction des exigences spécifiques des médias tels que l'alimentation, les signaux, les données, l'air, etc., et combiner ces modules de construction dans des boîtiers de protection conçus spécifiquement pour des environnements spécifiques.
Les modules Han Modular peuvent gérer des supports spécifiques dans les composants de connecteur, par exemple, les modules d'alimentation peuvent fournir un courant de 16 A à 200 A pour les applications intensives, les modules de signaux peuvent prendre en charge les circuits de commande basse tension et les modules de communication pour les connexions Ethernet, bus de terrain ou fibre optique. Les ingénieurs peuvent combiner ces différents types de modules dans le même cadre d'assemblage, éliminant ainsi le besoin d'installer des connecteurs séparément pour chaque support. Le boîtier de protection fournit un support mécanique et une étanchéité environnementale pour les combinaisons de modules, avec des boîtiers standardisés allant des configurations compactes Han 6B à Han 48B (Figure 2), adaptés aux exigences robustes/multimédia.
HARTING Han 48B coque d'installation à travers la plaque
Figure 2 : Exemple de coque d'installation à travers la plaque Han 48B. (Source de l'image : HARTING)
Selon la gravité de l'application, une structure d'étanchéité graduée est adoptée pour la protection de l'environnement. Le niveau de protection de base IP65 peut empêcher l’infiltration de poussière et la pénétration d’eau, ce qui est courant dans la plupart des installations de production. D'autre part, les connecteurs Han Modular répondent à des spécifications IP69K plus strictes et peuvent résister aux procédures de rinçage à haute pression requises pour la transformation alimentaire et la production pharmaceutique.
Le connecteur Han Modular intègre plusieurs fonctionnalités de sécurité pour éliminer les erreurs de connexion. Le système de commande mécanique des clés utilise des éléments de guidage de forme unique qui permettent uniquement de connecter ensemble les têtes mâles et femelles correctement adaptées. Cette conception physique peut empêcher les techniciens de connecter des connecteurs incompatibles, ce qui constitue une erreur de câblage courante dans les connexions câblées. Le système de contrôle des clés peut éliminer directement et complètement les erreurs de connexion sans s'appuyer sur des étiquettes de câblage ou des schémas de circuit qui deviennent flous avec le temps.
Collaboration HARTING et DigiKey : lancement du configurateur Han
Les spécifications des connecteurs ont apporté de nombreux défis au flux de travail d'ingénierie. Les ingénieurs doivent personnellement croiser les spécifications des composants de plusieurs fiches techniques, confirmer les évaluations environnementales et vérifier les exigences de compatibilité pour chaque connecteur. Ce processus prend du temps et demande beaucoup de main d'œuvre, ce qui peut affecter l'avancement du projet et provoquer des erreurs de sélection.
Pour résoudre ce problème, DigiKey et HARTING ont lancé conjointement un outil de conception intégré capable de vérifier et de sélectionner automatiquement les composants. Les ingénieurs utilisent Han Configurator ® Le configurateur peut saisir les exigences du système telles que le type de support, le courant nominal et le niveau de protection, et recevoir des informations en temps réel sur la compatibilité des composants et l'état de l'alimentation. Le configurateur adopte une logique de sélection basée sur des règles pour éviter les combinaisons incompatibles et proposer des solutions alternatives en cas de conflit entre leurs choix. Ce configurateur peut également afficher les composants configurés sous plusieurs perspectives, permettant aux ingénieurs de vérifier la compatibilité mécanique et les exigences de routage des câbles avant l'achat.
Le configurateur Han peut également générer des documents complets, tels qu'une nomenclature contenant les prix actuels et l'état de l'approvisionnement. L'intégration directe avec le système d'approvisionnement de DigiKey permet d'éliminer la création manuelle de listes de pièces et de tâches de commande. Les ingénieurs peuvent utiliser des outils de post-comparaison pour évaluer des alternatives modulaires et câblées ou des bibliothèques préconfigurées comme point de départ pour des applications intersectorielles.