Industriële systemen en netwerken worden zorgvuldig ontworpen om te voldoen aan de nodige eisen en wensen. Een hoofdstuk binnen dit ontwerp is de aansluittechniek. Hieronder vallen de nodige middelen om onderdelen en deelsystemen op elkaar aan te sluiten. Voorbeelden van aansluittechniek zijn verdeeldozen en kabels.
In dit artikel behandelen we de kabels die gebruikt worden in verschillende industriële toepassingen om de voeding en communicatie van sensoren mogelijk te maken. Er zijn veel verschillende soorten kabels die te typeren zijn aan de hand van een aantal belangrijke eigenschappen, welke we in dit artikel zullen belichten. We sluiten af met een overzicht van de typen kabels en de onderlinge verschillen.
Kabels met connectoren: M8, M12 en M16
Kabels kunnen verschillende soorten connectoren hebben die variëren op basis van de bouwvorm en aantal pins. Wanneer we een sensor hebben met een M12 aansluiting moet de connector van de kabel die we hierop willen aansluiten ook deze maat hebben. Zo zijn er verschillende bouwvormen in (de aansluitingen van) sensoren en dus ook kabels. De voornaamste maten zijn M8, M12 en M16.
Het vinden van de juiste grootte is slechts één punt dat je kan afvinken bij het kiezen van jouw kabel. Iedere sensor heeft namelijk, gebaseerd op de functionaliteit ervan, een verschillend aantal pins. Dit zijn de pins waarover de elektrische signalen van de sensor naar de kabel, en andersom, moeten lopen. Het aantal pins op de connector van de sensor en kabel moet natuurlijk matchen voor volledige functionaliteit. Een 4-pin M12 kabel op een 5-pin M12 sensor zal wel werken maar de functionaliteit van de 5de pin ontbreekt.
Kabels van verschillende materialen
Kabels zijn er in verschillende materialen. Het materiaal is bepalend voor de bruikbaarheid ervan in een toepassing, of andersom; een toepassing kan een bepaald type materiaal vereisen. De voornaamste materialen voor industrieel gebruik zijn: PVC, TPE en PUR.
PVC, ook wel polyvinylchloride, is een veel voorkomend materiaal in alledaagse toepassingen en is daarmee een goed keuze in minder kritieke toepassingsgebieden. Het is een duurzaam materiaal dat prijstechnisch ook gunstig is.
TPE, ook wel thermoplastisch elastomeer, is een soort rubber dat zich goed leent aan toepassingen waarbij de kabel blootgesteld wordt aan hogere temperaturen en schokken (impact). Verder is het goed te gebruiken in alle weersomstandigheden en bovendien zeer geschikt voor de voedingsmiddelen industrie.
PUR, ook wel polyurethaan, is een zeer flexibel en schokbestendig kabelmateriaal; zelfs in lagere temperaturen. Daarnaast heeft het een betere bestendigheid tegen verschillende vloeistoffen zoals water en olie.
Shielding en twisting
Kabels kunnen van een zogeheten shield worden voorzien. Dit is een isolerend omhulsel dat om de aders in aan kabel wordt gewikkeld. Wanneer de aders onder spanning staan en er dus stroom doorheen loopt, voorkomt dit materiaal dat het elektromagnetische veld buiten de kabel komt, maar ook andersom: elektromagnetische velden (van bijvoorbeeld kabels in de buurt) kunnen niet bij de aders komen. Dit voorkomt ruis en storing in de signalen die door een kabel lopen.
Bij twisting worden aders in een kabel om elkaar heen gewikkeld. Het is de bedoeling dat aders die tot dezelfde schakeling behoren met elkaar worden gepaard. Dit heeft tot gevolg dat deze aders een verhoogde zogeheten elektromagnetische compatibiliteit hebben (ook wel EMC). Dit voorkomt ruis en verstoring van het signaal door de aders in de kabel onderling.
Buigbaarheid en dragchain kabels
Er zijn toepassingen waarin kabels moeten worden aangesloten aan een robot(arm) of een bewegende machine. Denk aan een pneumatische robotarm die het chassis van een auto aan elkaar last. Door de dynamische aard van deze toepassingen is er een groot risico op een kabelbreuk. Om dit te voorkomen zijn er kabels van diverse materialen die uitstekend mee kunnen bewegen zonder breuken, zoals TPE en PUR.
In ons assortiment noemen we dit soort buigbare kabels: dragchain-kabels. Dit zijn de kabels die door een kabelrups kunnen worden gevoerd of in een robotarm kunnen worden ondergebracht. Deze zijn uitgerust voor het gebruik in een constant bewegend systeem waar het risico op een kabelbreuk groot is.
Een ander risico voor een kabelbreuk is een toepassing waarin de kabel of de connector niet eenvoudig ingebouwd kunnen worden. Denk aan een transportband met te smalle ruimtes aan de baankanten. Hiervoor zijn er kabels met een haakse connector. De connector is dan 90 graden gedraaid waardoor de kabel en connector samen minder ruimte in beslag nemen vanaf de aansluiting.
Interfaces en kleurcoderingen
Iedere ader in een kabel heeft een aparte kleurcodering waarmee duidelijk is waarvoor het signaal hierover dient. Laten we als voorbeeld een 4-aderige kabel nemen die wordt aangesloten op een 4-pin aansluiting. De fabrikant van de sensor geeft (in de handleiding) aan welke ader van de kabel overeenkomt met welke in/output functie van de sensor. De ene sensor zal een witte ader in een kabel gebruiken voor een ander soort signaal dan een andere.
De reden hiervoor is het verschil in interfaces. Een interface is kort gezegd een koppelvlak of aansluiting tussen twee verschillende systemen. In dit geval de sensor en de rest van de machinerie waarop deze wordt aangesloten. De ene interface zal de witte ader gebruiken voor de aanlevering van inputsignalen terwijl een sensor met een ander type interface deze gebruikt voor een teach-signaal.
Welke kabel is geschikt voor jouw toepassing?
Zoals misschien is gebleken aan de hand van de bovengenoemde informatie zijn er veel variabelen en verschillen tussen kabels. Om meer helderheid te krijgen hebben we de belangrijkste specificaties per type kabel ondergebracht in een tabel. Hierdoor kun je de kabels met elkaar vergelijken en een makkelijkere keuze maken. Onze experts helpen je overigens graag met het geven van een passend advies wanneer je contact met ons opneemt!
