Le secteur de l'automatisation se subdivise en niveaux de plus en plus nombreux, tout particulièrement dans le domaine de la mise en réseau. Les informations transmises au sein des différents niveaux d'un système peuvent être illustrées par la pyramide d'automatisation, et en matière de production industrielle, les frontières de chaque plan peuvent devenir assez floues.
Dans la chaîne de fabrication traditionnelle, les divers appareils connectés peuvent être contrôlés par l'intermédiaire de 5 systèmes de réseaux différents. · Ethernet · Bus de terrain · Sécurité · Alimentation électrique (24 V) · Alimentation électrique (400 V).
Pour chaque niveau, plusieurs technologies ont été développées pour la transmission et le traitement des données, chacune étant dotée de connecteurs et de systèmes de câblage différents. En plus du câblage réel, les systèmes de connecteurs enfichables RJ45, M8 et M12 sont utilisés pour la transmission de signaux. Pour l'alimentation, on utilise généralement les systèmes M12, 7/8", M16 et M23, ainsi que divers systèmes de connecteurs rectangulaires. L'industrie enregistre actuellement des progrès rapides sur le plan de l'intégration de la technologie de la sécurité dans les réseaux Ethernet et bus de terrain. Molex soutient ces développements grâce à des produits conçus spécifiquement pour l'Ethernet, l'Ethernet/IP, Profinet et CIP Safety.
De plus en plus de réseaux font appel à des protocoles Ethernet sans fil
La connectivité sans fil révolutionne le fonctionnement des réseaux d'automatisation d'usine, tout comme elle a déjà transformé la façon dont les gens communiquent dans leur activité professionnelle et leur vie personnelle. Bien que l'adoption ait été lente, de plus en plus de réseaux font appel à des protocoles Ethernet sans fil en vue d'ajouter de nouveaux appareils, d'étendre les réseaux dans des zones dangereuses, ou d'établir une connexion avec des appareils et des systèmes qui peuvent être en mouvement, tels que des cellules robotisées ou des systèmes de manutention. Cette tendance est en partie dictée par les impératifs liés aux coûts de connexion dans une usine. Si l'on considère le schéma de la " pyramide de connexion ", il apparaît clairement que les plus importantes économies d'installation du sans fil sont réalisées sur les périphériques ou les terminaux d'un réseau. En outre, de plus en plus de réseaux implémentent des protocoles Ethernet sans fil dans le but d'ajouter de nouveaux appareils, essentiellement pour réduire les coûts d'installation, mais également pour augmenter la souplesse du système et permettre une communication mobile, ce qui n'est réalisable que si aucune alimentation électrique supplémentaire n'est nécessaire. Lorsqu'une alimentation électrique additionnelle et une vitesse de transmission élevée sont requises simultanément, la tendance émergente est de remplacer la multitude de câbles d'alimentation et d'interconnexion différents par une solution hybride. Dans une solution hybride, les divers câbles pour l'alimentation et la transmission de signaux sont reliés ensemble et raccordés à l'aide d'un connecteur hybride. S'appuyant sur de nombreuses années d'expérience en matière de technologie hybride, Molex a d'ores et déjà implémenté des solutions hybrides dans de multiples systèmes.
Transmettre des données à des débits de 10 Gigabit Ethernet
Les applications Ethernet, pour lesquelles les traditionnelles connexions mâles et femelles RJ45 ont été utilisées pendant de nombreuses années, ont évolué vers les modèles Cat5E et Cat6A, et se tournent désormais vers l'alimentation par Ethernet (Power over Ethernet, ou PoE). Il est aujourd'hui possible de transmettre des données à des débits de 10 Gigabit Ethernet ainsi que de fournir une alimentation de 30 W par port aux appareils en réseau via un Ethernet standard. La technologie PoE a été employée avec succès depuis de nombreuses années dans les applications bureautiques, telles que les routeurs réseau, les téléphones ou les webcams. Les composants PoE sont déjà utilisés au sein du réseau, pouvant consacrer jusqu'à 16 ports à la transmission de données. L'industrie s'est initialement servie de modules enfichables pour remplacer le câblage en vue de créer une solution plus flexible et plus rapide, tout en garantissant une meilleure sécurité. Avec le développement des réseaux industriels (tels que Profibus et Profinet), on utilise désormais des boîtes de dérivation avec liaison et lignes en dérivation. Les systèmes enfichables RJ45, qui étaient auparavant employés exclusivement dans le cadre d'un environnement bureautique intérieur, ont été adaptés pour un usage industriel grâce à l'ajout d'un boîtier circulaire ou rectangulaire. Simultanément, des solutions hybrides ont également été développées, qui peuvent être proposées en supplément dans un faisceau d'alimentation. Toutefois, ces solutions demeurent coûteuses et sont remplacées de plus en plus souvent par le système M12, bien plus robuste et fiable et de conception beaucoup plus compacte. La série M12 à technologie circulaire hybride (CHT) de Molex peut intégrer 2 paires de contacts de signaux blindées et 2 ou 4 bornes d'alimentation électrique supplémentaires dans un format M12 standard. Pour les lignes Cat5E, cela autorise une transmission de signaux pouvant aller jusqu'à 100 MHz et permet de délivrer jusqu'à 10 A avec 2 bornes d'alimentation et 6 A avec 4 bornes d'alimentation. Il est donc possible, avec une seule ligne, d'équiper les composants d'automatisation de caméras de surveillance, d'encodeurs et de capteurs, même dans les environnements très difficiles. Parallèlement, les efforts progressent en vue de l'extension des boîtes de dérivation industrielles à indice de protection IP67 grâce aux systèmes hybrides M12.
Les systèmes hybrides enfichables M12 de plus en plus utilisés
En dehors des applications industrielles, les systèmes hybrides enfichables M12 sont de plus en plus fréquemment utilisés dans des applications automobiles, pour les véhicules utilitaires ou la construction navale, ainsi que dans les industries minière et off-shore. Un exemple plus récent d'utilisation de la technologie hybride nous vient de l'industrie de l'éclairage. L'an dernier, une ville européenne a installé de nouvelles décorations lumineuses de Noël : outre l'aspect créatif et le réaménagement urbain, l'accent a particulièrement été mis sur les facteurs économiques et la durabilité. Le projet d'éclairage comportait de nombreuses étoiles, chacune émettant 14 rayons de lumière et utilisant 14 diodes électroluminescentes. Les 9 800 rayons d'étoile sont contrôlés individuellement à partir d'une unité centrale et illuminés à l'aide d'une lumière " blanc chaud ". Les signaux en provenance de l'unité centrale sont transmis au moyen du protocole Intranet DMX/ACN sur un répartiteur secondaire, où ils sont convertis en un signal EtherCAT et transmis aux étoiles par l'intermédiaire de boîtes de dérivation supplémentaires. Le système d'éclairage dans son ensemble contient environ 1 000 nœuds EtherCAT. Par exemple, des signaux vidéo peuvent être transmis, et peuvent ensuite être reproduits sur les rayons des étoiles sous la forme d'images vidéo monochromes. Pour suspendre ces guirlandes d'étoiles le long des rues de la vieille ville, des câbles porteurs étaient indispensables, et afin d'éviter l'emploi de 2 câbles différents pour la transmission de données et l'alimentation électrique, un système hybride enfichable M12 a été implémenté à l'aide du connecteur Molex CHT 4+2. Outre les avantages d'ordre esthétique (moins de câbles dans les rues), le système hybride enfichable a permis de réaliser des économies importantes et un gain de temps considérable, dans la mesure où seule la moitié des câbles a été nécessaire par rapport à un système classique. Les boîtes de dérivation murales fixes renferment des dispositifs hybrides, qui sont vissés dans les connecteurs de câbles hybrides correspondants. Cela permet le montage et le démontage rapides des décorations lumineuses et procure une connexion compacte et étanche qui peut être utilisée en toute fiabilité durant de nombreuses années.
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