5 trender inom anslutningsteknik

Digitaliseringen förändrar nu den anslutningstekniska miljön på det sättet att allt fler produkter, och till och med enskilda komponenter, kan och behöver kunna kommunicera. Det innebär att allt större datavolymer måste överföras i allt snabbare hastigheter. Så har det varit i kontorsmiljön i åratal, och samma förhållanden flyttar nu över till industrin.

De kontinuerliga förbättringarna av mikrochippen driver inte bara på digitaliseringen. Tillsammans med andra insatser för att förbättra resurseffektiviteten bidrar mikrochippen även till ett skifte mot mindre och mer kompakta produkter och enheter. En smarttelefon har nu samma processorkraft som en superdator från 1990-talet, men har bara en bråkdel av dess storlek, strömförbrukning och pris. Detta faktum har stor inverkan på den industrirelaterade anslutningstekniken. Robotar och andra maskiner blir alltmer kompakta och kräver allt fler dataanslutningar. Speciellt utformade kablar och tekniska lösningar, som exempelvis tunnare isolering, bidrar till att spara utrymme.

Som ett resultat ser vi en ökande användning av hybridkablar, som kombinerar en strömkabel med datakablar, och till och med pneumatik- och hydraulslangar i ett enda hölje. I de fall då stora datavolymer ska överföras kan en enda höghastighetskabel för industriellt Ethernet Cat. 7 ersätta flera långsammare varianter, på samma sätt som en fiberkabel kan ersätta flera kopparbaserade kablar.

De cirkulära kontaktdonen blir alltmer slimmade och de modulära anslutningssystemen kombinerar flera kontakter för olika kablar i ett kontakthus. Specialmaterial och optimerade interna kabelkonstruktioner är också nödvändiga av andra skäl, eftersom de standardkabeltyper som används på kontor inte alls lämpar sig för industrimiljöer. I industrimiljöerna måste kablarna kanske tåla smörjmedel, het ånga och miljontals böjningar och vridningar. 

TV-apparater idag, dammsugare imorgon – i samma produktionslinje. Industri 4.0 innebär att tillverkningen blir alltmer modulbaserad och flexibel.

Enskilda produktionsmoduler byts ut eller organiseras om på nästan ingen tid alls. Det får konsekvenser för anslutningstekniken. Tidigare var elektriska anslutningar fasta, lödda installationer som följaktligen kunde lämnas orörda över åren. Dagens flexibilitet kräver dock kontaktdon som kan kopplas ifrån tusentals gånger och ändå erbjuda en tillförlitlig kontakt.

Kontaktdonen blir dessutom alltmer modulära. De kombinerar kontakter för hög strömstyrka – för till exempel drivenheter – med dataanslutningar med gigabithastighet och i vissa fall även med pneumatik eller hydraulik.

Allt är enkelt att konfigurera och kan monteras om och om igen, till exempel om en maskin uppgraderas.

Läs mer om kontaktdon från LAPP

Industri 4.0, Internet of Things, öppna innovationsprocesser – de utmaningar som maskinkonstruktörerna står inför ökar obevekligt i antal. Det gör att det blir ännu viktigare för företag att koncentrera sig på sina kärnkompetenser. Och dessa omfattar vanligtvis inte kabelagetillverkning, som att kapa kablar, montera kontaktdon och skapa kompletta släpkedjor.

Följden har blivit att maskintillverkare i allt högre grad kräver skräddarsydda, användningsklara kablage som de enkelt kan montera i maskinerna. De användningsklara kablagen är också mer hållbara eftersom leverantören garanterar kvaliteten för hela systemet. Användaren behöver heller inte bekymra sig om felaktigheter under installationen, såsom glömda ändhylsor eller skador på isoleringen.

När kablagen kommer direkt från tillverkaren kan kunden också dra fördel av leverantörens expertkunskaper och alltid vara trygg med att de använder den allra senaste tekniken. Det utvecklingsarbete som tillverkarna av anslutningssystem utför skulle inte vara ekonomiskt försvarbart för användarna.

Det innebär dock inte att utmaningarna är mindre för tillverkarna. De måste implementera effektiva och helst automatiserade processer och vara kapabla att snabbt leverera mycket komplexa, skräddarsydda engångslösningar. För det krävs mer än att bara ändra prioriteringarna i det traditionella ramverket kring kvalitet, kostnad och tid. Dagens optimerade processer medför förbättringar i alla dessa tre dimensioner.

Läs mer om systemlösningar från LAPP

Växelströmmens dagar är räknade. För det första genererar solceller likström, som sedan omvandlas till växelström för att kunna matas in i nätverket. För det andra kräver allt fler elektroniska enheter likström (TV-apparater, datorer, smarta telefoner, LED-lampor och så vidare), vilken först måste likriktas från växelströmsnätverket.

Man kan med den bakgrunden fråga sig om det fortfarande är rimligt att använda växelström. Konverteringen innebär kraftigt minskade energiförluster och många kraftverk skulle kunna avvecklas om likströmsnätverk kunde installeras inom industrin och i hushållen.

Naturligtvis är det inte så enkelt som det låter att genomdriva ett paradigmskifte som detta. Konventionella kopplingar och kontaktdon lämpar sig inte för likström. Eftersom spänningens polaritet inte ändras och det inte förekommer någon gnistsläckning vid avstängning kan fara uppstå. Nya kontaktdon och automatiska avstängningsmekanismer behövs, men de frågorna är inget större problem att lösa.

Även kabeltillverkarna står inför utmaningar. Det finns starka indikationer på att plasten som används för isolering och kabelhöljen åldras på olika sätt under påverkan av de fält som genereras av likströmmen. Det pågår för närvarande forskningsprojekt för att utreda dessa frågor. 

Nuförtiden är Wi-Fi närmast obligatoriskt för hushållen, men den trådlösa tekniken för dataöverföring vinner också allt fler anhängare i industrimiljö. Trådlös teknik är generellt kostnadseffektiv och erbjuder en otrolig flexibilitet när system ska modifieras.

Men det här betyder inte att man inte längre kommer att använda kablar, som vissa förutspår. Tvärtom kommer framstegen rörande elektrifiering och nätverksanslutning i fabrikerna snarare att leda till att det krävs ännu fler kablar för att garantera de höga överföringshastigheterna.

Dessutom erbjuder kablage en fördel i installationer där datasäkerhet och latens har stor betydelse, eftersom industriell produktion baseras på strikta cykler och informationen måste överföras på ett pålitligt sätt inom intervall på en millisekund. Detta är mycket svårt att uppnå när man använder trådlösa lösningar, utan att det blir oproportionerligt dyrt. Det beror på att många trådlösa anslutningar lätt kan störa och eliminera varandra och de kan också brytas av rörliga objekt som gaffeltruckar. Kablar är också mindre mottagliga för skadliga störningar och hackerattacker.

Därför är det inte särskilt troligt att den trådlösa tekniken kommer att tränga undan kabelbaserade system i framtiden. Faktum är att de, i allt större utsträckning, snarare kommer att komplettera varandra.

Georg Stawowy
Styrelsemedlem för Innovation and Technology inom LAPP Group