Kako odabrati pravi sklop senzorskog kabla: 7 ključnih faktora koje inženjeri moraju uzeti u obzir

Senzor može proći svaki test na stolu i još uvijek početi ispuštati signale nekoliko sedmica nakon instalacije. Kada se to dogodi, senzor nije uvijek kriv. Plašt koji nabubri u rashladnoj tečnosti, štit koji se završava dugim pigtailom, provodnici koji su previše tanki za dužinu kabla ili konektor koji se olabavi pod vibracijom, mogu proizvesti isti simptom: povremene greške koje je teško ući u trag.

Za odabir sklopa senzorskog kabla potrebno je više od odgovarajućih veličina konektora. pokriva sedam faktora, kako ih odmjeriti jedan prema drugom, šta provjeriti prije nego što naručite i kako pripremiti specifikaciju za prilagođenu izradu. Ovdje date brojke su tipične ili ilustrativne.

Sklop senzorskog kabla je prethodno završeni kabl koji povezuje senzor sa PLC-om, kontrolerom ili I/O modulom. Kombinira provodnike, opcionu zaštitu, vanjski omotač i jedan ili dva konektora u jednoj jedinici koja se testira prije isporuke, obično na kontinuitet, kratke/otvorene strujne krugove i, gdje je potrebno, otpor izolacije i brtvljenje.

Koristi se sa senzorima blizine i fotoelektričnim senzorima, enkoderima, pretvaračima pritiska i temperaturnim sondama. U poređenju sa anindustrijsko ožičenje, koji spaja mnoge strujne krugove u jedan rutirani sklop za mašinu ili panel, senzorski kabl obično nosi nekoliko signala niskog nivoa. U poređenju sa kablom servo motora, koji nosi snagu motora i povratnu informaciju, daleko je osetljiviji na buku, vlagu i mehanička oštećenja.

Dva kabla sa M12 konektorima identičnog izgleda mogu se razlikovati po rasporedu pinova, veličini provodnika, zaštiti, materijalu omotača i ekološkoj oceni. Zato je selekciji potreban sistematski pristup.

Faktor 1: Okruženje i IP ocjena

Počnite od mjesta gdje će kabel raditi. Područja za pranje, kućišta za alatne mašine, vanjska oprema i prašnjave proizvodne linije izlažu kabel vodi, ulju i česticama. Vodootpornom senzorskom kablu potrebna je odgovarajuća zaštita na konektoru, kalupu i ulazu za kabl, a ne samo na kućištu senzora.

IP68 i IP69K adresiraju različite ekspozicije. Jedan ne pokriva automatski drugi, pa provjerite da li konektor nosi ocjenu koja je stvarno potrebna vašoj aplikaciji.

IP ocjena također vrijedi samo kada je konektor u potpunosti spojen i zategnut kako je navedeno. Zaštita od vode ne govori ništa o hemijskoj otpornosti, pa procijenite sredstva za čišćenje i rashladne tečnosti odvojeno.

Faktor 2: Radna temperatura

 

Temperatura utiče na izolaciju, fleksibilnost omotača, brtve i vijek trajanja. PVC kablovi opće namjene često su ocijenjeni oko -20 stepeni do +80 stepeni, ali ocjene variraju u zavisnosti od smjese, a ćelije za zavarivanje, plastične kalupe, ljevaonice i hladnjače mogu biti izvan njih.

Provjerite tri stvari:

Statički raspon:dozvoljena temperatura kada se kabl ne pomera.

Dinamički raspon:dozvoljenu temperaturu dok se savija. Ovo je obično uže. Kabl koji je ispravan na datoj temperaturi dok miruje može na toj temperaturi puknuti kada se kreće.

Kratkoročna izloženost:kratki vrhovi iz izvora toplote u blizini kabla.

Ocjena koja je bitna je ona za cijeli sklop, uključujući plastiku konektora i zaptivke, a ne samo izolaciju vodiča ili omotač.

Faktor 3: Električna kompatibilnost, Pinout i Dužina kabla

 

Ovo je faktor koji se najčešće potcjenjuje. Kabl mora odgovarati električnom interfejsu senzora, a ne samo njegovom konektoru.

Prije naručivanja potvrdite:

Broj kontakata i dodjela pinova konektora

Napon napajanja i struja

Tip izlaza: PNP, NPN, analogni, digitalni ili komunikacioni interfejs kao što je IO-Link

Presjek provodnika

Dužina kabla i prihvatljiv pad napona

Zahtjevi za zaštitu i uzemljenje

Dužina kabla je bitna jer provodnici imaju otpor. Kao ilustracija, bakarni provodnik od 0,34 mm² je otprilike 0,05 oma po metru na 20 stepeni. U kablu od 20 m, dovodni i povratni provodnici zajedno su oko 40 m, što daje oko 2 oma. Pri opterećenju senzora od 200 mA, to je otprilike 0,4 V izgubljeno u kablu. Ovo je bezopasno za mnoge senzore, ali značajno za niskonaponsko napajanje ili osjetljivo analogno kolo. Što je kabl duži i što je struja veća, to je važnije.

Boje žica obično slijede konvencije (na primjer smeđa za pozitivno napajanje i plava za 0 V na mnogim 3- i 4-žičnim senzorima), ali boje nisu zamjena za pinout u tablici sa podacima. Uvijek provjerite u skladu sa dokumentacijom senzora.

Faktor 4: Zaštita i integritet signala

Pogoni s varijabilnom frekvencijom, servo pogoni, kontaktori i kablovi za napajanje velike struje stvaraju električnu buku. Da li vam je potreban oklopljeni senzorski kabl zavisi od tipa signala, dužine kabla i onoga što prolazi u blizini. Mnoge kratke digitalne veze rade dobro nezaštićene. Analogni signali i komunikacioni interfejsi su osetljiviji.

Završetak štita je važan koliko i tip štita. Veza od 360 stepeni sa kućištem konektora generalno radi bolje na visokim frekvencijama od duge odvodne žice. Gdje bi štit trebao biti uzemljen (jedan kraj ili oba) ovisi o sistemu, stoga slijedite EMC smjernice proizvođača opreme. Držite senzorske kablove fizički odvojene od kablova motora i napajanja gde god je to praktično, i prekrižite ih pod pravim uglom ako se moraju spojiti.

Faktor 5: Materijal omotača (PVC, PUR, TPE)

Jakna štiti od habanja, ulja, hemikalija i vlage.

Nijedna jakna nije najbolja za sve. Za stacionarni senzor unutar ormarića često je dovoljan PVC kabel odgovarajuće ocjene. Za pokretne mašine sa abrazivnim i industrijskim uljima, odgovarajuća PUR konstrukcija je uobičajena polazna tačka. Za hladna ili higijenska okruženja, odabrane TPE spojeve vrijedi procijeniti.

Kada se radi o tekućinama za rezanje, hidrauličnom ulju ili sredstvima za čišćenje, nemojte birati samo naziv materijala. Zatražite od dobavljača podatke o hemijskoj kompatibilnosti u odnosu na specifičnu tekućinu, koncentraciju i temperaturu.

Faktor 6: Tip konektora, kodiranje i zaključavanje

M12 konektor se široko koristi za senzore i distribuirane I/O, a sklopovi kablova senzora M12 dostupni su u nekoliko pinova, obično 3, 4, 5, 8 i 12. M8 i M5 se koriste tamo gdje je malo prostora.

Kodiranje, raspored kontakata i broj pinova moraju biti u skladu sa važećim specifikacijama interfejsa. Dizajn konektora za M12 i M8 pokriven je serijom IEC 61076-2 (na primjer IEC 61076-2-101 za M12). Nemojte miješati kodiranja i ne pretpostavljajte da su konektori koji izgledaju slično električni.

Također razmotrite:

Pravo ili pravougaono kućište,ovisno o prostoru za ugradnju

Oklopljena ili neoklopljena tela konektora,da odgovara oklopu kabla

Način zaključavanja:zaključavanje vijcima je uobičajen izbor tamo gdje su prisutne vibracije, dok push-pull stilovi ubrzavaju instalaciju, ali odgovaraju različitim uvjetima. Konektor koji nije u potpunosti zategnut može izgubiti i svoju IP ocjenu i otpornost na vibracije.

Kontaktirajte sada

Faktor 7: mehaničko kretanje, životni vijek savijanja i radijus savijanja

 

Fiksni senzor na ramu mašine i senzor na osovini robota postavljaju veoma različite zahteve za kabl. Identifikujte koji od tri uslova se primenjuje:

statično:kabl se ne pomera nakon instalacije. Fiksne instalacijske konstrukcije su obično adekvatne.

Kontinuirano savijanje:ponovljeno savijanje, na primjer unutar energetskog lanca. Potražite visoko savitljive, fino upredene provodnike i konstrukciju koja je predviđena za tu upotrebu.

torzija:uvijanje oko ose kabla, kao kod rotirajućih spojeva. Za ovo je potreban kabl sa torzijskom ocenom, koji se razlikuje od kabla sa fleksibilnošću.

Proizvođači objavljuju brojke o vijeku savijanja (često u milionima ciklusa) i minimalnim radijusima savijanja, koji se obično navode kao višekratnik prečnika kabla, sa većim višekratnicima za savijanje nego za fiksnu instalaciju. Ovi brojevi zavise od uslova testiranja, uključujući radijus savijanja, udaljenost putovanja, brzinu i temperaturu, tako da nisu uporedivi između listova podataka osim ako se uslovi ne poklapaju. Dajte svom dobavljaču stvarni profil kretanja: radijus savijanja, hod, brzinu i očekivani broj ciklusa. 

 

Faktori ograničavaju jedni druge, a najbolja specifikacija je kompromis, a ne maksimum svake opcije:

Zaštita dodaje krutost, što može smanjiti vijek savijanja u zategnutom lancu.

Više provodnika i veći poprečni presjeci povećavaju promjer i radijus savijanja.

Viša temperatura omotača ne garantuje dobro savijanje pri niskim temperaturama.

Veće ocjene zaptivanja mogu zahtijevati pažljivije sparivanje i zatezanje.

Kada se dva zahtjeva sukobe, tražite od dobavljača konstrukciju dokazanu u sličnoj primjeni umjesto da pretpostavite da jedna opcija zadovoljava obje.

Ovo su početne tačke za diskusiju, a ne konačne specifikacije.

Primjenjivi zahtjevi zavise od opreme, instalacije i odredišnog tržišta. Uobičajene stavke uključuju UL/CSA zahtjeve gdje je primjenjivo, RoHS i REACH za ograničenja supstanci, CE usklađenost za proizvode u obimu i dodatnu procjenu za potencijalno eksplozivne atmosfere. Nije za svaki sklop potrebno svako odobrenje, a OEM kabl unutar mašine može se procijeniti drugačije od proizvoda koji se prodaje zasebno. Zahtjevi za kontakt s hranom ili higijenski zahtjevi ovise o tome kako je oprema dizajnirana i očišćena.

Umjesto da se oslanjate samo na tvrdnju iz tablice podataka, tražite izvještaje o ispitivanju tamo gdje je usklađenost bitna. Za prilagođene sklopove, tipične inspekcije uključuju:

Ispitni napon, trajanje i kriterijumi prihvatljivosti treba da budu dogovoreni prema specifikaciji.

Pripremite ove informacije prije nego kontaktirate dobavljača:

Kataloški kablovi odgovaraju mnogim uobičajenim rasporedima. Prilagođenu montažu vrijedi razmotriti kada:

Standardne dužine ne odgovaraju vašem rasporedu.

Potrebna vam je posebna kombinacija konektora ili pinout.

Potrebna su vam posebna zaštita, uzemljenje ili razbijanje.

Okruženje zahtijeva poseban dizajn omotača ili zaptivke.

Ponovljena proizvodnja ima koristi od dosljednog označavanja i identifikacije.

Custom nije automatski jeftiniji od kataloga. Alat, količinu narudžbe, dostupnost materijala i složenost montaže treba unaprijed pregledati. Prije nego što naručite, provjerite da li su konektori i materijali dostupni, da li se mogu proizvesti uzorci prototipa, koje su inspekcije uključene, da li je za prelijevanje potreban alat, kako se kontroliraju revizije, te MOQ i vrijeme isporuke.

Pouzdansklop senzorskog kabladolazi od usklađivanja prvo električnog sučelja, zatim okoline, pokreta i detalja zaštite, omotača i konektora. Rano definirajte ove zahtjeve, potvrdite ih prema podacima i potvrdite uzorak u stvarnim uvjetima.

MingChing Electronics Technology Co., Ltd. proizvodi prilagođene kablove i kablove u Shenzhenu od 2009. za industrijsku opremu i OEM aplikacije. Ako niste sigurni koja specifikacija odgovara vašoj mašini, pošaljite nam svoj crtež, uzorak ili detalje o aplikaciji. Naši inženjeri će ga pregledati radi izrade, uključujući prijedloge materijala i procjenu vremena isporuke.

Pošaljite svoj crtež, specifikaciju konektora, pinout i procijenjenu količinu da zatražite pregled.