Dans les environnements industriels modernes, des solutions de câblage stables et fiables constituent la base pour garantir la continuité de la production et la sécurité des équipements. À mesure que la technologie continue d'évoluer, la manière de construire un système de câblage capable de s'adapter aux besoins futurs et de construire un système de câblage durable est devenue un sujet auquel les ingénieurs et les techniciens doivent faire face. Il ne s’agit pas seulement de sélectionner des câbles de haute qualité, mais implique également de prendre en compte de manière approfondie la planification globale, la science des matériaux et les stratégies de maintenance à long terme.
Pourquoi vous devez vous soucier de la durabilité de vos systèmes de câblage
La durabilité des systèmes de câblage industriels a un impact direct sur les coûts d'exploitation, qui sont liés à la fiabilité du système. Cette situation existe dans de nombreuses usines. Étant donné que la conception du câblage a été réalisée de manière déraisonnable au début, elle a conduit à une maintenance fréquente et à un remplacement continu du câblage dans la période ultérieure, ce qui a entraîné d'énormes pertes de production. Un système de câblage bien planifié peut jouer un rôle pratique en résistant efficacement au vieillissement environnemental. Il peut également présenter une résistance à l’usure mécanique et aux interférences électromagnétiques. Ces résistances assurent la stabilité de la transmission du signal.
D'un point de vue économique, même si un câblage durable nécessite un investissement initial relativement élevé, le coût du cycle de vie complet est souvent inférieur. Par exemple, l’utilisation de câbles et de connecteurs de haute qualité peut réduire les temps d’arrêt dus à des pannes. Dans le même temps, une excellente conception du câblage facilite également les extensions et mises à niveau ultérieures, évitant ainsi la situation embarrassante de devoir recâbler en raison des mises à jour technologiques.
Comment choisir les matériaux de câbles adaptés aux environnements industriels
Pour les matériaux des câbles, l'environnement industriel a mis en avant des exigences particulières, notamment la résistance aux températures élevées, la résistance à la corrosion et la résistance aux contraintes mécaniques. Le polyuréthane (PUR) et le polychlorure de vinyle (PVC) sont des matériaux de gaine de câbles couramment utilisés. Cependant, ils ont différents scénarios applicables. Les matériaux PUR ont une excellente résistance à l’huile et une excellente flexibilité et conviennent à une utilisation dans les équipements mobiles et les applications robotiques.
Lors de la sélection des câbles, les performances de blindage doivent également être prises en compte. La combinaison de câbles à paires torsadées et d'un blindage en feuille d'aluminium peut supprimer efficacement les interférences électromagnétiques. Cet effet est particulièrement critique à proximité des moteurs et des convertisseurs de fréquence. Pour les environnements extrêmes tels que les zones à haute température, les câbles isolés en téflon peuvent fonctionner de manière stable pendant longtemps dans des environnements dépassant 150°C. Bien que leurs coûts soient relativement élevés, leur fiabilité s’en trouve nettement améliorée.
Considérations clés pour la planification du chemin de routage
Ce qui peut protéger au maximum les câbles et prolonger leur durée de vie est une planification raisonnable du chemin de câblage. Tout d’abord, évitez de placer les câbles dans des zones sujettes à des dommages mécaniques, telles que des chemins ou des canaux de maintenance par lesquels les équipements doivent passer. Dans le même temps, un rayon de courbure suffisant doit être laissé, car un rayon de courbure trop petit endommagerait les conducteurs internes et les couches isolantes du câble.
Un autre point important à considérer est la gestion thermique. Les câbles ne peuvent pas être regroupés de manière trop dense, sinon cela affecterait la dissipation thermique, ce qui entraînerait une augmentation de la température et un vieillissement accéléré. Lors du câblage à proximité d'environnements à haute température, vous devez utiliser des matériaux isolants pour le protéger ou choisir un chemin alternatif éloigné de la source de chaleur. Une bonne planification du chemin comprend également des points de fixation appropriés pour empêcher les câbles de se briser en raison de leur propre poids ou des vibrations.
Sélection des classes de protection pour les connecteurs et les interfaces
Dans le système de circuit imprimé, le connecteur est la partie la plus vulnérable et le choix de son niveau de protection est extrêmement critique. Le système d'indice IP fournit des normes claires pour les capacités de protection des connecteurs, telles que IP67, ce qui signifie qu'ils sont totalement étanches à la poussière et peuvent être brièvement immergés dans l'eau. Dans les scènes industrielles humides ou poussiéreuses, les connecteurs doivent au moins être sélectionnés avec un indice de protection supérieur à IP65.
Outre le niveau de protection, la résistance mécanique du connecteur ne peut être ignorée. Les connecteurs dotés de coques métalliques et de mécanismes de verrouillage à vis sont plus adaptés aux environnements vibratoires que les connecteurs enfichables en plastique. Pour la transmission des signaux clés, il est recommandé d'adopter une conception de connexion redondante, c'est-à-dire que chaque signal est transmis via deux points de connexion indépendants, de sorte que même en cas de défaillance d'un point de connexion, le système peut toujours fonctionner normalement.
Meilleures pratiques pour la mise à la terre et le blindage
Pour garantir l’intégrité du signal, la clé est une mise à la terre et un blindage corrects. La couche de blindage de tous les câbles blindés doit être mise à la terre aux deux extrémités, de manière à former une cage de Faraday complète, capable de supprimer efficacement les interférences. La résistance de mise à la terre doit être inférieure à 1 ohm et un fil de terre dédié doit être utilisé au lieu d'une mise à la terre via la coque de l'équipement.
Il est préférable d'utiliser une conception à double blindage pour les câbles de signaux sensibles : la couche interne est un blindage en feuille d'aluminium pour une couverture complète, et la couche externe est un blindage en treillis tressé pour la protection mécanique et le blindage basse fréquence. Ce câble doit être acheminé séparément des câbles de différents niveaux de tension. La distance entre les câbles d'alimentation et les câbles de signaux doit être d'au moins 30 cm. S'ils doivent être croisés, ils doivent être réticulés à angle droit pour minimiser le couplage.
Plan d'inspection et d'entretien régulier du système de câblage
Même les systèmes de câblage de la plus haute qualité nécessitent des tests et un entretien réguliers. Il est recommandé d'effectuer une inspection visuelle tous les six mois pour vérifier s'il y a des fissures, déformations ou décolorations de la gaine extérieure du câble. Dans le même temps, utilisez un mégohmmètre pour mesurer la résistance d'isolement afin de vous assurer que sa valeur se situe dans une plage raisonnable.
Les contacts du connecteur doivent être nettoyés et les autres contenus du plan de maintenance doivent être complétés, et l'étape de maintenance clé consistant à serrer la vis de mise à la terre doit être terminée, et une identification mise à jour doit être incluse. Des documents de câblage complets sont importants et doivent couvrir des informations telles que les chemins de câbles. Pour les lignes clés, envisagez d’installer un équipement de surveillance en ligne pour surveiller la température, l’humidité et l’état d’isolation en temps réel afin de détecter les problèmes potentiels à l’avance.
L'impact des futures mises à niveau technologiques sur les systèmes de câblage
L’industrie 4.0 se développe, tout comme la technologie de l’Internet des objets. Dans cette situation, le système de câblage doit réserver des capacités d'extension suffisantes. Il est recommandé d'ajouter 30 % de lignes redondantes lors de la planification. Les interfaces doivent également être réservées aux capteurs qui pourraient être ajoutés dans le futur, et les interfaces doivent être réservées aux actionneurs qui pourraient être ajoutés dans le futur. Les nouvelles technologies telles que l'Ethernet à paire unique deviennent populaires et le système de câblage devrait être compatible avec ces normes émergentes.
Compte tenu de la tendance au développement de la technologie sans fil, le système de câblage doit être conçu conjointement avec le réseau sans fil. Par exemple, la réservation de canaux de fibre optique dans les goulottes de câblage peut prendre en charge les futures stations de base intérieures 5G. Le système intelligent de gestion du câblage peut enregistrer automatiquement l'état de la connexion et les paramètres de performances, simplifiant considérablement le processus de gestion du réseau et de dépannage.
En discutant de ces questions, quel est le défi le plus important que vous ayez rencontré en vous lançant dans un projet de câblage industriel ? Est-ce dû à des contraintes budgétaires, des difficultés rencontrées dans le processus de sélection des technologies ou des problèmes de compatibilité avec les systèmes existants ? Concernant les problèmes ci-dessus, nous espérons sincèrement que vous pourrez être autorisé à partager votre précieuse expérience dans la zone de commentaires. Si vous pensez que cet article est effectivement capable de vous aider, cliquez dessus et partagez-le avec davantage de collègues qui ont de réels besoins.
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