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, il cablaggio comprende 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, un cablaggio fisso non è ottimale. 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.
Principali classificazioni di cablaggi 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 del cablaggio adeguato dipende dalle esigenze specifiche dell'impianto e dalla natura dell'ambiente industriale in cui verrà installato.
Dispositivi di Networking Industriale
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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