Pět trendů v oblasti spojovacích technologií

Digitalizace mění prostředí spojovací techniky tak, že stále více výrobků a dokonce i jednotlivé komponenty mohou a chtějí komunikovat samy. To znamená, že se musí přenášet stále více dat stále vyššími rychlostmi – co už delší dobu známe z kanceláří, vstupuje nyní i do výrobních hal. Neustálý růst výkonu mikročipů urychluje nejen digitalizaci, nýbrž, spolu s úsilím dosáhnout vyšší efektivnosti zdrojů, také přechod na stále menší a kompaktnější produkty a přístroje. Smartphone má dnes výkon superpočítače z 90. let, a to při zlomku velikosti, spotřeby energie i ceny. To se projevuje také v průmyslové spojovací technice. Roboty a další stroje jsou kompaktnější a vyžadují stále větší propojování dat. Speciální konstrukce kabelů a technické novinky, např. u izolace, pomáhají šetřit místo. Stále častěji se proto používají hybridní vedení, která spojují pod společným pláštěm výkonové kabely, datové kabely a dokonce hadice pro pneumatický nebo hydraulický systém. Tam, kde se přenášejí velká množství dat, nahrazuje rychlý kabel Cat.7 Industrial Ethernet více pomalých variant, optické kabely nahrazují ještě více kabely založené na mědi.

Zmenšit se musejí také konektory: kulaté konektory se stávají štíhlejší, modulární konektorové systémy spojují mnoho kontaktů různých vedení v jednom pouzdře. Speciální materiály a optimalizované vnitřní struktury kabelů jsou nutné také z jiných důvodů, neboť kabely běžné v kancelářích nejsou vhodné pro výrobu. Ve výrobě musejí odolávat např. mazivům, horké páře a nespočtu ohybů a torzi.

Dnes televize, zítra vysavače – na stejné výrobní lince: s konceptem Industry 4.0 je výroba modulárnější a flexibilnější. Jednotlivé výrobní moduly se vymění obratem ruky nebo se jen nově uspořádají. A to má důsledky pro spojovací techniku. Dříve byla elektrická spojení pevně propojena, spájena a potom zůstala často mnoho let již nedotčena. Flexibilita však vyžaduje konektory, které lze více než tisíckrát rozpojit a vždy znovu vytvořit spolehlivý kontakt. Takže také konektory se stávají modulárnější. Sdružují kontakty pro vysoké proudy, například pro pohony, s datovými kabely pro gigabitové přenosy, někdy dokonce s pneumatickým nebo hydraulickým systémem – všechno lze snadno konfigurovat a vždy znovu sestavit, například když se stroj modernizuje.

Koncept Industry 4.0, internet věcí, otevřené inovační procesy: úkoly konstruktérů strojů neustále narůstají. O to důležitější je, aby se podniky koncentrovaly na své klíčové kompetence. Konfekcionování kabelů – jejich zkrácení a osazení konektory, jakož i výroba kompletních energetických řetězů – k tomu většinou nepatří. Konstruktéři strojů proto vyžadují v rostoucí míře hotovou konfekci šitou na míru, kterou mohou jednoduše vložit do svých strojů. Hotové konfekce mají kromě toho větší životnost, protože zaručují kvalitu celého systému, aby si uživatelé nemuseli dělat starosti s montážními chybami, jako jsou zapomenuté koncovky nebo porušení izolace. U konfekcí přímo od výrobce mohou zákazníci mimo jiné profitovat z jejich jedinečného know-how. Kromě toho jsou technologicky vždy na nejvyšší úrovni. Výdaje na vývoj, který zajišťují výrobci spojovacích systémů, by nebyly pro uživatele ekonomicky účelné. Pro výrobce není tato výzva proto o nic menší: musejí zavést efektivní, nejlépe automatizované procesy, a přitom musejí být schopni dodávat také komplexní individuální produkty specifikované zákazníkem v co nejkratším čase. Přitom se nejedná jen o to, aby se posunuly priority v trojúhelníku kvalita, náklady a čas: optimální proces přináší zlepšení ve všech třech dimenzích.

Dny střídavého proudu jsou sečteny. Zaprvé solární technika produkuje stejnosměrný proud, který se převádí pro napájení do sítě na proud střídavý. Zadruhé stále více elektronických přístrojů (televize, smartphony, LED osvětlení atd.) vyžaduje stejnosměrný proud, který se musí ze sítě střídavého proudu nejdříve znovu usměrňovat – potom se nabízí otázka, zda má ještě střídavý proud smysl. Ztráty energie při převádění jsou obrovské – velký počet elektráren by se mohl odpojit, když by se do průmyslu a domácností přivedly sítě stejnosměrného napětí. Tato změna paradigmatu ale není samozřejmě tak jednoduchá. Dostupné spínače a konektory se nehodí pro stejnosměrné napětí, protože polarita napětí se nemění a světelný oblouk se při vypínání neodtrhává – tady se ukrývá nebezpečí. Zde jsou žádoucí nové konektory a automatiky odpojování, tato témata jsou však již zvládnutelná. Také výrobci kabelů čelí výzvě: existují silné indicie, že plasty pro izolace a pláště kabelů vlivem polí vytvořených stejnosměrným proudem stárnou jinak. Vývojové projekty se však již těmito tématy zabývají.

V domácnosti je WLAN už téměř všudypřítomná a také ve výrobních halách získávají techniky bezdrátového přenosu dat příznivce. Bezdrátová technika je většinou nákladově přijatelná a flexibilní, je-li např. potřeba vyměnit zařízení. Konec kabelu, jak někteří předpovídají, se ale nepředpokládá – naopak. Díky postupující elektrifikaci a síťovému propojování v závodních halách bude spíše zapotřebí ještě více kabelů, aby se zaručily vysoké přenosové rychlosti. Kabely jsou navíc výhodné, pokud jde o spolehlivost dat a latenci. Průmyslová výroba probíhá v taktu, přičemž se musejí informace spolehlivě přenášet v rozsahu milisekund. Bezdrátovým přenosem to lze zvládnout jen velmi obtížně nebo za neúměrně vysokých nákladů. Velký počet bezdrátových spojení se totiž lehce překrýváa spojení může být vzájemně rušeno nebo přerušováno pohybujícími se předměty, jako například vysokozdvižnými vozíky. Kromě toho kabely odolávají lépe než rádiová technika záměrnému rušení nebo útokům hackerů. Proto bezdrátová technika nevytlačí ani v budoucnosti systémy založené na kabelech a obě techniky se budou vzájemně stále více doplňovat.