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42 - ELETTRONICA OGGI 496 - SETTEMBRE 2021 COMM INDUSTRIAL NETWORK L a progressiva diffusione di IIoT (Industrial IoT), o In- dustry 4.0, sta facendo aumentare la domanda di reti di comunicazione in grado di operare in ambienti dif- ficili. Spesso, l’anello debole di queste reti sono i connetto- ri, poiché gli ambienti industriali sono caldi, sporchi e pre- vedono la presenza di macchinari che vibrano, il che mette continuamente sotto pressione i collegamenti meccanici e compromette l’affidabilità. A peggiorare la situazione sono le conseguenze di un guasto alla connessione in una fabbrica moderna. Oltre ad essere molto oneroso in termini finanziari, in quanto una perdita di produzione si traduce rapidamen- te in forti perdite economiche, un collegamento di sicurezza non funzionante può causare gravi danni. Per questo motivo è necessaria un’alternativa al connettore RJ45 standard. I progettisti richiedono connettori Ethernet sufficientemen- te rinforzati da soddisfare gli attuali standard industriali e il livello di protezione dalle infiltrazioni (IP - Input Protection), indipendentemente dal luogo in cui devono essere collocati inizialmente. Devono essere in grado di funzionare in modo affidabile a velocità Cat 6A Ethernet fino a 10 Gbps (cavi Ethernet Cat 6A), supportare la funzionalità PoE (Power over Ethernet) ed essere in grado di supportare future evoluzioni, il tutto nel rispetto di budget spesso contenuti. Questo articolo esamina i requisiti per i sistemi di comuni- cazione industriale e i livelli IP appropriati. Descrive poi le caratteristiche dei connettori Ethernet industriali che soddi- sfano queste esigenze prima di introdurre alcune soluzioni concrete di Amphenol come esempi per mostrare come uti- lizzare i connettori per nuovi progetti. Requisiti di una rete industriale L’industriamoderna ha ampiamente adottato la connettività di rete cablata per tradurre in pratica il concetto di Industry 4.0 (descritta come la “digitalizzazione della produzione”) e si basa sull’informatizzazione del settore avvenuta tra la fine degli anni 70 e gli anni 80. Per i manager, Industry 4.0 è sino- nimo di parecchi vantaggi: maggiore produttività, prodotti di qualità superiore, prezzi più bassi e maggiore sicurezza. Per i progettisti ingegneri, il compito è costruire reti robuste che supportino la produzione moderna. L’infrastruttura per le reti Ethernet residenziali e commerciali è generalmente basata su cavi economici e connettori RJ45 standard, ma questi componenti non sono progettati per le applicazioni di fabbrica. L’ambiente di fabbrica è più impe- gnativo e la scelta dei cavi e dei connettori deve tenere in considerazione i seguenti fattori: Sollecitazione meccanica: urti, vibrazioni, schiacciamento, piegamento, torsione Sollecitazione chimica: acqua, oli, solventi, gas corrosivi Sollecitazione ambientale: temperature estreme, umidità, radiazione solare Sollecitazione elettrica: scariche elettrostatiche (ESD), in- terferenze elettromagnetiche (EMI), transitori ad alta tensione Il cablaggio e i connettori industriali devono essere specifi- cati per resistere alle condizioni più severe previste per tutta la vita della rete. Ad esempio, non ha senso far ricorso a un cavo viene specificato per le normali temperature ambientali se in seguito la fabbrica viene riorganizzata e il medesimo cavo deve passare vicino a forni di processo dove la tempe- ratura è molto più alta. I cavi industriali sono disponibili con isolamento in poliure- tano di alta qualità, resistente all’abrasione, alle sostanze chi- miche (compreso l’olio) e al fuoco. Mentre gli isolanti come il polivinilcloruro (PVC) sono più economici, la plastica può essere aggredita da oli e prodotti chimici, si infragilisce e si rompe a basse temperature. Connettori Ethernet ad alta velocità e rinforzati per reti di comunicazione industriali In questo articolo, dopo un esame dei requisiti per i sistemi di comunicazione industriale e dei livelli IP appropriati, si descrivono le caratteristiche dei connettori Ethernet industriali che soddisfano queste esigenze Rolf Horn Applications Engineer Digi-Key Electronics