Componenti costitutivi per le applicazioni Impresa 4.0

Questo comparto industriale, estremamente diversificato, abbraccia un'ampia gamma di soluzioni di automazione, ciascuna adattata a specifiche esigenze operative e tutte in grado di trarre vantaggio dalla tecnologia avanzata dell'Impresa 4.0.

La quarta rivoluzione industriale non è sbocciata dall'oggi al domani ma si è sviluppata pian piano a livello di scheda, un interruttore e un sensore alla volta. Un esempio lampante di questo progresso è la recente rivelazione che Amazon punta a impiegare robot per ovviare alla necessità di assumere 600.000 operatori umani entro il 2033, poiché prevede di raddoppiare l'attuale volume di prodotti spediti.[1]

Via via che fabbriche, veicoli e infrastrutture diventano più intelligenti, il contenuto elettronico di ciascun sistema cresce rapidamente. La domanda di componenti e applicazioni aumenterà vertiginosamente poiché i produttori e altre aziende industriali punteranno ad adottare sistemi di controllo di prossima generazione, soluzioni di sicurezza avanzate e comunicazioni ottimizzate per potenziare il trasferimento dei dati. Una breve carrellata di una gamma completa di componenti pronti per l'Impresa 4.0 di TE Connectivity fornisce una rapida panoramica di alcuni componenti costitutivi disponibili per nuovi progetti.

Integrazione di tecnologie avanzate

Il mercato globale dell'elettronica per l'Impresa 4.0 ha superato i 146 miliardi di dollari nel 2022. Entro il 2030, la convergenza di tecnologie all'avanguardia come l'IA, l'apprendimento automatico, l'Internet delle cose (IoT) e i servizi cloud, ma non solo, porterà tale cifra a oltre 627 miliardi di dollari.[2]

I progettisti di prodotti più esperti sono destinati a raccogliere molti dei profitti di questa crescita, integrando tecnologie avanzate di alimentazione, commutazione, connettività ed elaborazione IA in ogni aspetto del panorama industriale. Le capacità di comunicazione non solo monitoreranno e controlleranno i componenti dell'Impresa 4.0 in tempo reale, ma sfrutteranno anche l'analisi dei dati per diagnosticare e prevenire potenziali problemi e guasti.

Al centro di questa rivoluzione tecnologica ci sono relè di commutazione, filtri EMI, sistemi di sicurezza e nuovi e più compatti connettori I/O. Fondamentale è anche Single-Pair Ethernet (SPE), che combina dati e potenza in appena due fili, sostituendo gli attuali quattro fili e riducendo al contempo peso e costi con soluzioni di cablaggio più resistenti e durature.

La crescente complessità e l'automazione dei processi industriali determinano una maggiore domanda di soluzioni di commutazione affidabili, compatte e potenti. TE Connectivity coglie l'occasione proponendo una vasta gamma di relè compatti, tra cui:

• Relè ad alta potenza 22 V_c.c. T9GV1L14-22 (Figura 1), per montaggio su PCB, 30 A.

Figura 1: Il relè T9GV1L14-22 fornisce commutazione ad alta potenza in un ingombro compatto. (Immagine per gentile concessione di TE Connectivity)

• Relè a bassa potenza T77S1D10-12 con 10 A di corrente di commutazione in un ingombro ridotto, per bilanciare potenza e spazio senza sacrificare l'affidabilità.
• Relè T9GS5L24‑24 (Figura 2), una versione a 24 V_c.c. più robusta per il montaggio su PCB, adatto per rack di controllo e quadri elettrici.

Figura 2: T9GS5L24‑24 offre una capacità di commutazione di 20 A per carichi ad alta corrente. (Immagine per gentile concessione di TE Connectivity)

Applicazioni critiche per la sicurezza

TE Connectivity offre anche una gamma di relè a guida forzata come il modello 1-8588020-1 (Figura 3) per applicazioni critiche per la sicurezza. Questi componenti utilizzano un interblocco meccanico per garantire che tutti i contatti funzionino all'unisono, riducendo il rischio di guasti elettrici e garantendo una copertura diagnostica. Grazie al formato a profilo stretto di 28 × 6 × 15,5 mm e al consumo energetico della bobina di 210 mW, è in grado di supportare disposizioni dense in ambienti caldi.

Figura 3: I relè a guida forzata come la famiglia SRS2 sono un componente fondamentale per ridurre i rischi di guasti elettrici, offrendo al contempo una copertura diagnostica. (Immagine per gentile concessione di TE Connectivity)

La sicurezza è un fattore cruciale nelle applicazioni per l'Impresa 4.0, al fine di garantire un'elevata produttività e al contempo proteggere gli operatori, poiché gli esseri umani collaborano sempre più con i robot e interagiscono con i sistemi automatizzati. Relè di sicurezza come SRS4-2NO (Figura 4), monitorano gli ingressi provenienti da dispositivi di sicurezza, quali barriere di sicurezza, in modo che gli arresti di emergenza, gli interblocchi e i circuiti di sicurezza funzionino correttamente.

Figura 4: Il relè di sicurezza SRS4-2NO garantisce il corretto funzionamento dei circuiti per prevenire danni e infortuni. (Immagine per gentile concessione di TE Connectivity)

I relè di sicurezza sono parte integrante delle barriere fotoelettriche di sicurezza come SLC4-H30-031 (Figura 5) che forniscono una barriera invisibile di raggi infrarossi tra un emettitore e un ricevitore. Le barriere fotoelettriche di sicurezza sono destinate a proteggere gli operatori umani, i macchinari e l'ambiente.

Figura 5: Le barriere fotoelettriche di sicurezza come SLC4-H30-031 forniscono rilevamento e monitoraggio affidabili per proteggere gli operatori e i macchinari. (Immagine per gentile concessione di TE Connectivity)

Visto che gli ambienti di automazione sempre più densi, le soluzioni di connettività compatte sono diventate fondamentali. I connettori mini-I/O di TE Connectivity, come 2069577-1 (Figura 6), hanno solo un quarto delle dimensioni dei tradizionali connettori RJ45 e consentono di realizzare moduli di sistema su guida DIN molto compatti. I connettori mini-I/O possono fornire connettività seriale, bus o Ethernet, supportare Power over Ethernet (PoE) e velocità di trasmissione dati da 10 Mbps a 10 Gbps. I meccanismi di bloccaggio compatti garantiscono connessioni stabili e un doppio punto di contatto previene inutili perdite di comunicazione.

Figura 6: I progetti salvaspazio per l'Impresa 4.0 possono sfruttare i connettori mini-I/O come il modello 2069577-1. (Immagine per gentile concessione di TE Connectivity)

I progettisti possono anche semplificare il cablaggio con Single-Pair Ethernet, che semplifica e combina dati e potenza in appena due fili, sostituendo i quattro fili richiesti dalla versione tradizionale di Ethernet. Ciò riduce la complessità, il peso e i costi e assicura velocità gigabit senza la necessità di costosi accoppiatori di bus o gateway. Ad esempio, 2364150-1 di TE Connectivity è un connettore IP20 SPE che offre alimentazione su linea dati (PoDL) per i dispositivi e velocità dati fino a 1 Gbps. I cavi SPE resistono a più cicli di flessione rispetto alle opzioni tradizionali, un vantaggio fondamentale per la robotica.

Conclusione

TE Connectivity offre suite complete di prodotti orientati alle applicazioni per l'Impresa 4.0. Questo blog si limita a fare una carrellata veloce dei relè e delle opzioni di connettività che si possono integrare con un'ampia gamma di sensori intelligenti e prodotti avanzati di filtraggio per la compatibilità elettromagnetica (EMC) e soddisfare i requisiti dell'Impresa 4.0.

[1] "Amazon prevede di sostituire più di mezzo milione di posti di lavoro con i robot", 21 ottobre 2025. New York Times.

[2] "Mercato Impresa 4.0 (2023 - 2030)", settembre 2023. Grand View Research.