Cablaggi e dispositivi di networking, ottimizzare i processi comunicativi aziendali
I
cablaggi e i dispositivi di networking rappresentano componenti chiave che consentono la
comunicazione e l'
integrazione efficace tra le diverse apparecchiature, concetti fondamentali nell’evoluzione tecnologica dei processi produttivi. Questa pagina si propone di esplorare i vari aspetti legati ai cablaggi e agli strumenti di networking nell'ambito dell'automazione industriale, fornendo una panoramica dettagliata delle loro funzioni e tipologie.
Cablaggi, definizione e componenti
I
cablaggi sono un insieme di cavi, terminali e connettori
progettati per soddisfare le
esigenze specifiche
dei sistemi elettronici in cui vengono impiegati. I cablaggi rappresentano una parte essenziale di diversi sistemi e possono essere utilizzati in una
varietà di applicazioni industriali.
Oltre a cavi, terminali e connettori, i cablaggi comprendono anche altre
componenti accessori che servono per proteggerli in ambienti difficili o in condizioni climatiche estreme, come ad esempio:
sistemi
passacavo per cavi intestati e non intestati;
sistemi per guaine;
pettini fissacavo antistrappo;
schermatura EMC.
In alcune applicazioni, ad esempio, nelle parti della macchina in movimento, cablaggi fissi non sono ottimali. In questo caso, è preferibile l’adozione di
sistemi di trasmissione contactless, costituito da due componenti, Remote e Base. Il Remote è montato sulla parte mobile dell'applicazione. Esso collega sensori ed attuatori con il sistema di accoppiamento. Il Base è montato sulla parte fissa dell'applicazione. Esso trasmette l'energia al Remote e riceve le informazioni di stato dei sensori che inoltra al controllore.
Cablaggi: principali classificazioni per le applicazioni industriali
Nell'ambito dell'automazione industriale, esistono
diverse tipologie di cablaggi, ciascuna con specifiche caratteristiche e destinazioni d'uso.
I cablaggi possono essere classificati in base a:
Tipo di segnale trasmesso:
- Cablaggi Elettrici: questi cablaggi sono progettati per trasportare corrente elettrica tra dispositivi e componenti. Sono ampiamente utilizzati per l'alimentazione di motori, sensori, attuatori e altri dispositivi elettrici. Possono variare notevolmente in termini di dimensione, rivestimento e resistenza in base alle esigenze di corrente e tensione;
- Cablaggi di Dati: Specializzati nella trasmissione di segnali digitali o analogici per la comunicazione tra dispositivi di controllo, sensori e attuatori. Questi cablaggi sono fondamentali per lo scambio di dati e informazioni, spesso utilizzando protocolli specifici come Ethernet industriale, Fieldbus o protocolli wireless;
- Cablaggi in Fibra Ottica: utilizzati per trasmettere segnali sotto forma di impulsi di luce, ideali per applicazioni che richiedono alte velocità di trasmissione dati e lunghe distanze, con un'elevata resistenza alle interferenze elettromagnetiche.
Struttura:
- Cablaggi Strutturati: si riferisce a sistemi di cablaggio standardizzati progettati per minimizzare la complessità e massimizzare la flessibilità, consentendo l'integrazione di vari dispositivi e servizi. Questi sistemi sono organizzati in sottosistemi, inclusi cablaggi orizzontali, cablaggi di backbone e componenti di gestione;
- Cablaggi Modulari: utilizzano connettori e moduli standardizzati per consentire una facile configurazione, espansione e manutenzione del sistema di cablaggio. Questa flessibilità li rende particolarmente adatti per ambienti industriali dinamici.
Materiale:
- Cablaggi in Rame: il più comune tipo di cablaggio, apprezzato per la sua conducibilità elettrica e flessibilità. Disponibili in diverse configurazioni, tra cui monofilare, multifilare e schermati, per adattarsi a varie applicazioni industriali;
- Cablaggi in Alluminio: meno comuni rispetto a quelli in rame, ma utilizzati in alcune applicazioni per la loro leggerezza e costo inferiore. Tuttavia, possono presentare complicazioni in termini di connettività e resistenza alla corrosione;
- Cablaggi in Fibra Ottica: realizzati con filamenti di vetro o plastica, questi cablaggi trasmettono segnali luminosi e sono impiegati quando sono richieste alte prestazioni in termini di larghezza di banda e immunità dalle interferenze.
La scelta dei cablaggi adeguati dipende dalle esigenze specifiche dell'impianto e dalla natura dell'ambiente industriale in cui verrà installato.
Cablaggi e Dispositivi di Networking Industriale, per il successo nell'industria 5.0
Il networking nell'automazione industriale si avvale di una serie di componenti chiave, tra cui:
- Moduli di rete, una produzione sempre più veloce, flessibile, efficiente e mutevole richiede comunicazione regolare tra sensore e Internet. In tal modo aumenta la quantità di dati all'interno dei processi di produzione;
Switch, nel settore dell'automazione industriale, i sistemi di rete su base Ethernet stanno acquisendo sempre maggiore importanza;
- IO-Link senza fili, il master wireless non riceve i suoi dati via cavo, ma riceve i dati del sensore via radio tramite un ponte o un hub;
- Moduli I/O, i moduli I/O tramite un bus collegano sensori binari e analogici con il livello controllo. Utilizzando i moduli si riduce notevolmente il numero di linee. Offrono anche funzioni supplementari per l'elaborazione del segnale e opzioni di diagnosi ampliate;
- Accoppiatori induttivi, consentono il trasferimento di dati ed energia senza contatto tramite un traferro, evitando l’usura meccanica.
Questi dispositivi consentono di creare reti complesse e altamente affidabili, capaci di supportare la comunicazione tra le diverse apparecchiature di automazione e i sistemi di controllo. Il volume di dati sempre crescente e la comunicazione complessa richiedono componenti potenti e affidabili che siano in grado di
trasportare le informazioni attraverso tutti i livelli.
La scelta dei
protocolli di comunicazione gioca un ruolo fondamentale nel networking industriale. Protocolli come
EtherNet/IP,
Profinet,
Modbus e molti altri sono ampiamente utilizzati per
facilitare lo scambio di dati in tempo reale e
garantire l'interoperabilità tra dispositivi di diversi produttori.
I cablaggi e gli strumenti di networking rappresentano la spina dorsale dell'automazione industriale, consentendo la
comunicazione e l'integrazione tra le diverse componenti di un impianto. Con l'avanzare delle tecnologie e l'evoluzione delle esigenze produttive, la capacità di adattarsi e innovare in questi ambiti sarà sempre più cruciale per il successo nell'
industria 5.0.
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