Złącza przemysłowe możemy podzielić na dwie bardzo ogólne grupy: sygnałowe oraz zasilające. Do złączy sygnałowych możemy zaliczyć wszystkie, których prąd maksymalny nie przekracza kilku amperów. Służą głównie do przesyłania danych oraz sygnałów pomiędzy elementami sterującymi urządzenia. Do tej podgrupy możemy zaliczyć złącza M5, M8, M12, M16, M23.

Powiązane firmy

Drugą grupą są złącza zasilające. Ich podstawowym zastosowaniem jest zasilanie urządzeń wykonawczych maszyn. Prądy znamionowe styków wahają się w granicach od kilkunastu do kilkuset amperów. Podstawowym typem w tej grupie są złącza prostokątne, znane jako HDC (Heavy Duty Connectors), choć występują również złącza zasilające w wersji okrągłej.

- Jest jeszcze jedna, coraz częściej stosowana grupa - tzw. złącza modularne (mieszane) - mówi Bartosz Głodek, inżynier produktu z firmy Transfer Multisort Elektronik - Zawierają w sobie cechy złączy sygnałowych oraz zasilających. W jednej obudowie mogą integrować zasilanie, transmisję danych, sygnały optyczne oraz moduły pneumatyczne. Złącza modułowe pozwalają na dowolną konfigurację połączeń. Pozwala to na ograniczenie kosztów i przestrzeni niezbędnej do montażu.

Inny podział proponuje Paweł Naglik z poznańskiej spółki Kubler. Dostępne na rynku złącza dzieli on na pierścienie ślizgowe z zamkniętą obudową i systemem otwartym, złącza rtęciowe i światłowodowe.

Pierścienie ślizgowe z zamkniętą obudową, zwane też złączami obrotowymi, pozwalają na przesyłanie sygnałów nisko i wysokoprądowych i charakteryzują się szczelnością klasy IP64. Wadą pierścieni ślizgowych w systemie otwartym jest brak szczelności i niska możliwość przesyłania sygnałów niskoprądowych. Złączy rtęciowych nie można stosować w przemyśle spożywczym, a wadą złączy światłowodowych jest brak możliwości przesyłania sygnałów zasilających.

Jarosław Najduk, ekspert z firmy Staubli, dzieli złącza przemysłowe na jedno i wielopinowe. Wielopinowe występują w wersji standardowej, z określoną liczbą pinów oraz w wersji modułowej, gdzie złącze jest konfigurowane z dostępnych modułów według potrzeb klienta.

Cena i jakość

Wybieranie złączy nie jest prostym zadaniem. Jak twierdzi Grzegorz Piotrowski z firmy Hummel, należy tej czynności poświęcić wiele uwagi.

- Z raz wybranym dostawcą łączymy się na całe życie. Późniejsza zmiana producenta jest bardzo kosztowna - twierdzi Piotrowski, zaznaczając, że złącza Hummela nie są kompatybilne ze złączami innych firm. Dzieje się tak, ponieważ Hummel ma wiele patentów tworząc produkty o klasie nieosiągalnej dla innych.

Również Staubli nie oferuje złączy kompatybilnych z produktami innych producentów.

- Zależy nam na zapewnieniu zadowolenia użytkownika. Dlatego skupiamy się na rozwijaniu naszych autorskich rozwiązań - argumentuje Jarosław Najduk.

Nie ma natomiast takiego problemu z wyrobami innych marek. W ofercie firmy TME są złącza wielu producentów, które są ze sobą zamienne. Występujące w portfolio Kublera pierścienie ślizgowe są zazwyczaj kompatybilne, ale mogą się różnić liczbą złączy i różnym przeznaczeniem.

- Przy wyborze złączy podstawowym kryterium jakim należy się kierować jest rodzaj sygnałów jakie mają być przenoszone. W przypadku złączy niskoprądowych możemy je podzielić na te przenoszące sygnały elektryczne analogowe lub sygnały cyfrowe. Natomiast w przypadku kanałów wysokoprądowych należy zwrócić uwagę na moc gdyż ważna jest konieczność dopasowania odpowiednich szczotek oraz ich ilości przypadających na jeden pierścień - twierdzi Paweł Naglik.

Zdaniem naszych rozmówców polscy producenci coraz większą uwagę zwracają na dobór łączy. Wielu z nich rozumie, że jakość musi kosztować, więc podstawowym kryterium doboru przestała być cena. Poza jakością ważna jest też łatwość obsługi.

- Ponieważ koszt złącza w porównaniu do kosztów całej aplikacji jest niewielki a potencjalna awaria niesie za sobą duże koszty przestoju i uszkodzeń użytkownicy sięgają po rozwiązania pewne i sprawdzone - mówi Marek Juchimiuk, menedżer produktu HARTING Polska.

Specjalizacja

- W złączach przemysłowych standardem jest klasa szczelności IP65, ale coraz częściej również IP68, a nawet IP69K. Występują wersje o podwyższonej temperaturze pracy, odporności na korozję czy oleje oraz takie, które mogą pracować w strefach zagrożonych wybuchem. Jeśli złącze będzie często rozłączane potrzebujemy rozwiązania o podwyższonej ilości cykli. Przykładem takich złączy jest seria HMC (High Mating Cycles), która posiada dużo wyższą wytrzymałość mechaniczną (do 10.000 cykli) - mówi Bartosz Głodek.

Najpopularniejszymi złączami są w tej chwili złącza M8 i M12 oraz standardowe wersje złączy HDC. Coraz częściej wybierane są również złącza M5 oraz modułowe ze względu na potrzebę miniaturyzacji i oszczędności.

- Ze względu na rozwój Przemysłu 4.0 popularne są złącza dedykowane do sygnałów Ethernet. Z myślą o nowych możliwościach jakie daje Ethernet firma Kübler zaprojektowała specjalne złącza obrotowe SR120, pozwalające przesyłać sygnały elektryczne, zasilające, jak i sterujące z platformy stacjonarnej do obrotowej lub odwrotnie - dodaje Paweł Naglik.

Ta technologia jest stosowana w stołach obrotowych lub w robotach przemysłowych, które muszą powtórzyć swój ruch i zadania miliony razy ze stałą i powtarzalną dokładnością. W takim przypadku elementy sterowania i układ napędowy są często integrowane z ruchomymi lub wirującymi częściami maszyny. Statyczna część konstrukcji służy jako rama. Wówczas przesył prądu i danych następuje za pośrednictwem pierścieni ślizgowych. Typowymi zastosowaniami technologii pierścienia ślizgowego są: stoły obrotowe lub pomiarowe, wyważarki, maszyny testowe, oraz wszelkie formy urządzeń automatyki i robotów przemysłowych.

Coraz częściej założenia projektowe wymuszają zastosowanie bardziej złożonych złącz, obsługujących w niewielkiej przestrzeni wiele różnych sygnałów i zasilanie. Do takich zastosowań doskonale sprawdzają się modułowe złącza RockStar ModuPlug f irmy Weidmüller. W ramach serii są do dyspozycji zarówno złącza zasilające do 100 A jak i wkładki z interfejsem megabitowym oraz gigabitowym.

- Złącza Weidmüller RockStar HighPower są przykładem złącz zaprojektowanych specjalnie dla bardzo specyficznych warunków pracy występujących w transporcie kolejowym. W celu wykonania połączeń między wagonowych trzeba zastosować złącze dla wartości elektrycznych 550 A i nawet 4000 V z zachowaniem wysokiej szczelności IP 68 i odporności na korozję - twierdzi Zbigniew Gorzkowski, inżynier wsparcia technicznego w Weidmüller.

Zawsze coś nowego

Duże zapotrzebowanie rynku na złącza i duża konkurencja sprawia, że pojawiają się coraz to nowe produkty. Uważny obserwator zauważy, że producenci dążą do maksymalnej miniaturyzacji i ergonomii, łatwości montażu i komfortu użytkowania.

Złącza co raz częściej, oprócz sygnałów zasilających i sterujących, przenoszą również sygnały do sieci przemysłowych a w szczególności Ethernet. Sieć EtherNet/IP, dzięki możliwościom diagnostycznym oraz szybkiemu przepływowi informacji, staje się znakomitym narzędziem w rękach administratora sieci, który nawet na odległość może sprawować pełną kontrolę nad wszystkimi zachodzącymi procesami.

- Portfolio kluczowych producentów staje się coraz bogatsze. Wielu z nich, oprócz samych złączy, proponuje również jednostki sterujące, okablowanie strukturalne, czy pomoc projektową. Wszystko to po to, aby stworzyć kompleksową, dostosowaną do potrzeb klientów ofertę - zauważa Bartosz Głodek.

Złącza przemysłowe ewoluują tak aby mogły sprostać coraz bardziej złożonym potrzebom aplikacyjnym.

- Rosnące rynki tworzą nowe potrzeby - coraz powszechniejsze systemy magazynowania energii mają swoje specyficzne wymagania: wysokie prądy w kompaktowych rozmiarach. Odpowiadając na te potrzeby opracowaliśmy już nowe złącze (Han Q/0 do 100 S w rozmiarze 3A) - dodaje Marek Juchimiuk.

Jarosław Najduk zauważył natomiast, że w ostatnim czasie pojawiła się możliwość stosowania połączeń elektrycznych wraz z połączeniami pneumatycznymi i hydraulicznymi w jednej obudowie złącza.

Komentarz Jarosława Najduka: 

Podczas wyboru złączy przemysłowych warto jest zastanowić się do jakiego rodzaju połączeń ma być wykorzystane złącze. Czy złącze będzie podłączane sporadycznie? A może będzie podłączane regularnie w określonych cyklach, gdzie wytrzymałość złącza ma duże znaczenie? Nie należy kierować się jedynie ceną zakupu złącza – to nie jedyny koszt jaki ponosi klient, który zdecydował się na użycie danego produktu. W przypadki wymiany złącza gorszej jakości dochodzą koszty związane z jego wymianą – przestoje na linii produkcyjnej itp.

Na ten moment najpopularniejszymi złączami wydają się być standardowe złącza wielopinowe. Jednak rynek złączy przemysłowych dynamicznie się zmienia. Klienci coraz częściej poszukują złączy modułowych, które mogą dostosować do konkretnej aplikacji.  Krajowy rynek złączy przemysłowych jest otwarty na nowych producentów i ciągle się rozwija. Trendem, który można zaobserwować w ostatnim czasie jest możliwość stosowania połączeń elektrycznych wraz z połączeniami pneumatycznymi i hydraulicznymi w jednej obudowie złącza.