열악한 산업 환경에서 유연성을 유지하면서 커넥터 공간을 절약하는 방법

산업 환경에서 유선 장치는 전선 및 케이블을 안정적으로 제거한 후 다시 설치하는 것이 어려우므로 교체 또는 업그레이드하는 데 어려움이 있습니다. 마찬가지로 새로운 센서, 프로세서 또는 기타 부품을 추가하려면 완전히 교체하고 다시 배선해야 합니다.

또한 산업용 장치의 크기가 점점 작아지면서 여러 커넥터를 위한 가용 공간이 제한되고 있습니다. 동시에 효율적인 레이아웃을 통해 패널 밀도를 개선하려면 단일 커넥터 내에서 다양한 연결 유형을 결합할 수 있는 더 작은 커넥터가 필요합니다.

산업 환경에서는 장치의 무결성을 유지하는 데 어려움이 있습니다. 즉, 액체 및 먼지가 유입되는 것을 방지하고 섬세한 부품이 손상되지 않도록 보호해야 합니다.

하드와이어 장치를 모듈식 커넥터로 교체하여 커넥터화하면 이러한 모든 문제를 해결할 수 있습니다. 콤팩트한 형태로 제공되는 이러한 커넥터를 통해 다양한 종류의 배선을 단일 커넥터에 결합할 수 있습니다. 이러한 커넥터는 모듈식으로 제공되어, 장치 또는 케이블을 교체할 필요 없이 신속한 재구성을 통해 수정 및 업데이트를 반영할 수 있습니다. 또한 환경적으로 강화된 모듈식 커넥터는 먼지와 액체를 차단하고, 살균에 사용되는 고압 물 분사기의 영향을 받지 않습니다.

이 기사에서는 모듈식 커넥터를 선택, 조립, 활용하는 방법을 비롯하여 모듈식 커넥터의 기본 사항에 대해 살펴봅니다. 그 과정에서 설계자가 다음 산업용 시스템 설계에 사용할 수 있는 HARTING의 커넥터를 예시로 소개합니다.

모듈식 커넥터를 통한 커넥터화

전력, 신호, 디지털 데이터를 산업용 장치 또는 응용 제품에 유선으로 연결하는 두 가지 방법이 있습니다.

즉, 배선을 영구히 하드와이어링하거나 커넥터를 사용하여 설치할 수 있습니다. 몇 가지 요소에 따라 선택할 수 있습니다. 장치를 분리했다가 다시 연결해야 하는 빈도가 가장 중요합니다. 하드와이어 장치를 다시 연결해야 하는 경우 각 전선을 조심스럽게 분리했다 다시 연결해야 하므로 상당한 인건비가 발생합니다. 또한 배선이 잘못될 가능성이 높고, 오류를 해결하는 데 몇 시간이 소요될 수 있습니다.

커넥터를 사용하려면 초기 비용이 발생할 수 있지만, 한번 결정되면 다시 배선할 때 플러그 앤 플레이 방식을 사용하여 잘못 배선될 가능성이 낮으므로 숙련된 인력이 그다지 필요하지 않습니다. 따라서 커넥터를 사용하여 하드와이어 케이블을 교체하면(커넥터화라고 함) 장기적으로 큰 이점을 제공합니다.

모듈식 커넥터를 사용하면 설치 유연성이 향상됩니다. 전력, 센서, 아날로그 신호, 디지털 신호, 공압을 처리할 수 있는 모듈식 커넥터를 고려하십시오(그림 1). 다양한 모듈을 사용할 수 있습니다. 예시에서는 RJ45 및 USB 직렬 데이터 버스, 다양한 핀 지름을 가진 다중 핀 모듈 3개 및 3중 공압 라인이 있는 모듈을 보여줍니다.

그림 1: 모듈식 커넥터는 신호, 전력, 디지털 통신 인터페이스, 공압을 단일 커넥터에서 모두 처리할 수 있습니다. 필요한 경우 모듈을 빠르고 쉽게 교체할 수 있습니다. (이미지 출처: HARTING)

모듈식 커넥터 구성

그림 2와 같이 모듈식 커넥터의 다양한 부품에 대한 간단한 명명 규칙이 있습니다.

그림 2: HARTING 모듈식 커넥터 부품의 명명 규칙. 프레임은 모듈을 고정하고 하우징 또는 후드 내에 장착됩니다. 커넥터를 쉽게 연 다음 모듈을 재배치하거나 추가 또는 삭제하여 필요에 따라 수정할 수 있습니다. (이미지 출처: HARTING)

하우징은 베이스 커넥터의 고정된 부분입니다. 후드는 모바일 부품의 결합 끝입니다. 프레임은 하우징 또는 후드 내에 장착되며 모듈을 고정하는 데 사용됩니다. 커넥터에서 더미 모듈을 사용하여 추후 확장을 위한 추가 공간을 구성할 수 있습니다. 나사 또는 레버 잠금 장치를 사용하여 두 결합 커넥터를 고정합니다. 후드에서 상단, 다중 상단, 측면 또는 다중 측면 케이블에 접근할 수 있습니다. 상단 또는 하단에서 하우징에 접근할 수 있습니다.

HARTING에서 제공하는 많은 가용 모듈, 하우징, 후드, 기타 커넥터를 고려할 때 올바른 옵션을 선택하려면 복잡할 수 있습니다. HARTING은 모듈식 커넥터를 쉽게 선택 및 설계할 수 있는 온라인 구성기를 통해 이 공정을 간소화합니다(그림 3).

그림 3: HARTING Han 온라인 구성기 사용자 인터페이스는 모듈식 커넥터 부품의 설계 및 선택을 간소화합니다. (이미지 출처: HARTING)

이 구성기는 설계자가 커넥터를 위한 전선, 데이터, 광학, 공압 소자를 선택할 수 있도록 안내합니다. 각 소자는 사용자가 의도한 설계와 일치하는 선택 사항을 제공합니다.

이 예에서 전기 소자가 선택됩니다. 사용자는 전선 미디어 번호와 유형, 전류 흐름 요구 사항 및 기타 몇 가지 설계 관련 질문을 입력합니다. 구성기는 조립품의 등척 도면을 제공하고 부품을 나열하여 몇 가지 가능한 구성을 빠르게 표시합니다(그림 4).

그림 4: 6핀 전선 플러그 및 베이스 리셉터클의 구성기 렌더링(연결된 베이스, 후드 및 케이블 클램프 포함) (이미지 출처: HARTING)

설계는 다운로드 가능한 부품 목록, 3D 모델, 규격서, 제품 선언과 함께 완벽히 문서화됩니다.

표시된 예시의 질문에는 베이스 유형, 원하는 잠금, 컨덕터 수, 예상 최대 전류 및 전압 레벨, 환경이 포함되어 있습니다. 결과적 구성에는 HARTING 09400060311 패널 실장 베이스가 포함됩니다. 베이스는 고정 잠금 장치를 사용하는 주물형 알루미늄이며 열악한 환경에 적합합니다. 이 베이스는 HARTING 09140060371 이중 모듈, 힌지형 고강도 고정 프레임에 결합됩니다. 이 프레임에는 두 개의 모듈을 위한 공간이 있습니다. 6위치 암 모듈인 HARTING 09140063101이 선택되었습니다. 연결된 은 크림프 핀 소켓은 20 AWG 전선용 HARTING 09330006220입니다.

커넥터의 케이블 측은 HARTING 09140060361 고강도 이중 모듈 고정 프레임이 연결된 주물형 알루미늄 HARTING 19400060411 커넥터 후드를 기반으로 합니다. 이 프레임에서는 HARTING 09330006121 20 AWG 은 크림프 핀이 있는 HARTING 09140063001 수 모듈을 수용합니다. 후드 조립품은 HARTING 19000005090 황동 케이블 9-16 클램프로 마무리됩니다. 베이스와 후드에서 두 개의 모듈을 수용하므로, 사용되지 않은 위치에 HARTING 09140009950과 같은 더미 모듈을 채울 수 있습니다.

환경 보호

모든 HARTING Han HPR 부품은 -40°C ~ +125°C 온도 범위에서 작동하고 밀폐되며 최대 IP68 및 IP69K 환경 등급을 준수합니다.

IEC 60529에 정의된 침투 보호(IP) 등급은 커넥터 부품이 외부 영향으로부터 제공하는 보호 수준을 규정합니다. 외부 영향에는 기계적 충격, 이물질, 습도, 먼지, 액체(물, 연료, 세정제, 냉각수, 오일 등)가 포함됩니다.

IP 등급의 첫 번째 숫자는 고체에 대한 저항입니다. 등급은 0 ~ 6까지 다양하며 숫자 6은 가장 높은 보호 수준을 나타냅니다. 6 등급 커넥터는 방진되며 고체 입자로부터 완벽하게 보호합니다. IP 등급의 두 번째 숫자는 액체에 대한 저항이며 숫자 범위는 0 ~ 9입니다. 8 등급은 장치가 방수되고 수압으로부터 보호된다는 것을 의미합니다. 9K 등급은 스팀분사 압력 청소기 및 유사한 압력 구동 액체로부터 보호된다는 것을 나타냅니다. 따라서 IP68 또는 IP69K 등급은 우수합니다.

HARTING Han HPR 계열은 열악한 실외 환경에 사용하기 위한 것입니다. 주물형 알루미늄 후드 및 하우징은 에폭시 분말 코팅으로 마감되어 내식성이 우수하고 습한 환경에서 잘 밀폐됩니다. 금속 부품은 우수한 전자기 호환성 특징을 제공합니다.

여러 설치에서 동일한 커넥터를 사용할 경우 이 계열의 커넥터는 올바른 케이블 결합을 보장하기 위해 최대 16개의 코딩된 키 입력 위치를 제공합니다. 또한 HPR 콤팩트 계열은 공간을 절약하고 해당 HPR 표준 커넥터보다 최대 25% 더 가볍습니다.

결론

설계자가 폼 팩터 요구 사항과 산업 환경의 엄격한 규정을 준수하면서 연결 무결성, 유연성, 확장성을 보장하려면 어려움이 있습니다. 위에서 살펴본 바와 같이 간편한 온라인 커넥터 소자 선택 도구를 사용하여 고도로 구성 가능한 콤팩트 모듈식 접근 방식에 따라 커넥터화하면 공정을 간소화할 수 있습니다.