Los ingenieros de fabricación pueden sentir la frustración de que una línea de producción se cierre debido a un mal funcionamiento del controlador del motor, pero reparar este controlador requiere desmantelar docenas de cables de conexión. Los técnicos buscan circuitos en el mazo de cables, con la esperanza de encontrar el correcto entre cientos de cables con apariencia similar. Originalmente, solo tomó unos minutos completarlo, pero tomó varias horas. Esta situación pone de relieve los retos que plantean las conexiones eléctricas en entornos industriales. Los sistemas cableados inicialmente parecen ser rentables, pero pueden causar ineficiencias ocultas que empeoran durante el ciclo de vida del dispositivo, y la esencia del problema radica en la naturaleza rígida de las conexiones cableadas. Afortunadamente, ahora se pueden adoptar soluciones de conectores modulares (Figura 1), que pueden satisfacer requisitos en constante cambio y al mismo tiempo mantener una confiabilidad de grado industrial.
Sistema de conector modular HARTING Han-Modular ®
Figura 1: Sistema de conector modular Han Modular ®. (Fuente de la imagen: HARTING)
El origen de la tecnología de conexión industrial estandarizada
En 1945, Wilhelm HARTING se dio cuenta de que el desarrollo industrial de la posguerra requería soluciones de conexión completamente diferentes de los diseños existentes. A partir de un pequeño taller de reparación en Minden, Alemania, HARTING desarrolló un producto conocido más tarde como conector de servicio pesado (HDC), estableciendo principios que todavía influyen en el diseño de conexiones industriales en la actualidad.
En comparación con el diseño circular que inicialmente dominó las aplicaciones militares y aeroespaciales, la construcción del diseño de conector rectangular ha logrado un gran avance. La estructura rectangular mejora la utilización del espacio de los paneles de control industriales y logra una mayor densidad de contacto dentro de un espacio estandarizado. La serie de conectores Han se lanzó antes del auge industrial de la década de 1960 y demostró cómo las conexiones estandarizadas resistentes y duraderas pueden manejar múltiples medios y resistir entornos industriales hostiles.
Esta acumulación histórica es extremadamente importante porque la tecnología Han Modular hereda directamente principios probados. No se trata de reinventar conceptos básicos, sino de combinar diseños probados con los últimos materiales, tecnologías de fabricación y capacidades de integración.
Deconstruyendo el diseño del sistema de conexión modular
La tecnología Han Modular de HARTING adopta un enfoque de construcción modular. Los ingenieros pueden seleccionar módulos individuales según requisitos específicos de medios como energía, señales, datos, aire, etc., y combinar estos módulos de construcción en gabinetes protectores diseñados específicamente para entornos específicos.
Los módulos Han Modular pueden manejar medios específicos dentro de los componentes del conector, por ejemplo, los módulos de potencia pueden proporcionar de 16 A a 200 A de corriente para aplicaciones de servicio pesado, los módulos de señal pueden admitir circuitos de control de bajo voltaje y módulos de comunicación para conexiones Ethernet, bus de campo o fibra óptica. Los ingenieros pueden combinar estos diferentes tipos de módulos dentro del mismo marco de ensamblaje, eliminando la necesidad de instalar conectores por separado para cada medio. La carcasa protectora proporciona soporte mecánico y sellado ambiental para combinaciones de módulos, con carcasas estandarizadas que van desde configuraciones compactas Han 6B hasta Han 48B (Figura 2), adecuadas para requisitos multimedia y de servicio pesado.
Carcasa de instalación de placa pasante HARTING Han 48B
Figura 2: Ejemplo de carcasa de instalación de placa pasante Han 48B. (Fuente de la imagen: HARTING)
De acuerdo con la severidad de la aplicación, se adopta una estructura de sellado graduada para la protección del medio ambiente. El nivel de protección básico IP65 puede evitar la infiltración de polvo y la entrada de agua, que es común en la mayoría de las instalaciones de producción. Por otro lado, los conectores Han Modular cumplen con especificaciones IP69K más estrictas y pueden soportar procedimientos de lavado a alta presión necesarios para el procesamiento de alimentos y la producción farmacéutica.
El conector Han Modular integra múltiples características de seguridad para eliminar errores de conexión. El sistema de control de llave mecánica utiliza elementos guía de forma única que solo permiten conectar entre sí cabezales macho y hembra correctamente emparejados. Este diseño físico puede evitar que los técnicos conecten conectores incompatibles, lo cual es un error de cableado común en las conexiones cableadas. El sistema de control clave puede eliminar directa y completamente las conexiones erróneas sin depender de etiquetas de cableado o diagramas de circuitos que se vuelven borrosos con el tiempo.
Colaboración entre HARTING y DigiKey: lanzamiento de Han Configurator
Las especificaciones del conector han planteado muchos desafíos al flujo de trabajo de ingeniería. Los ingenieros deben cruzar personalmente las especificaciones de los componentes de múltiples hojas de datos, confirmar las clasificaciones ambientales y verificar los requisitos de compatibilidad para cada conector. Este proceso requiere mucho tiempo y mano de obra, lo que puede afectar el progreso del proyecto y provocar errores de selección.
Para abordar este problema, DigiKey y HARTING han lanzado conjuntamente una herramienta de diseño integrada que puede verificar y seleccionar componentes automáticamente. Los ingenieros utilizan Han Configurator ®. El configurador puede ingresar requisitos del sistema como el tipo de medio, la corriente nominal y el nivel de protección, y recibir información de retroalimentación en tiempo real sobre la compatibilidad de los componentes y el estado del suministro. El configurador adopta una lógica de selección basada en reglas para evitar combinaciones incompatibles y proporcionar soluciones alternativas cuando sus elecciones entran en conflicto. Este configurador también puede mostrar componentes configurados desde múltiples perspectivas, lo que permite a los ingenieros verificar la compatibilidad mecánica y los requisitos de enrutamiento de cables antes de la adquisición.
El Configurador Han también puede generar documentos completos, como una lista de materiales que contiene los precios actuales y el estado del suministro. La integración directa con el sistema de adquisiciones de DigiKey ayuda a eliminar la creación manual de listas de piezas y tareas de pedido. Los ingenieros pueden utilizar herramientas de comparación posterior para evaluar alternativas modulares y cableadas o bibliotecas preconfiguradas como punto de partida para aplicaciones intersectoriales.