Wilgoć, zmienne, nierzadko ekstremalne temperatury, promieniowanie ultrafioletowe, różnego rodzaju substancje chemiczne czy też częste zginanie, pocieranie, uderzanie lub wibracje stanowią potencjalne zagrożenie dla każdego rodzaju kabla. A pamiętajmy, że jego uszkodzenie może spowodować przerwanie procesu produkcyjnego, zaś w skrajnych przypadkach nawet zagrożenie dla zdrowia i życia pracowników. Dlatego tak istotny jest właściwy dobór okablowania do danych warunków pracy i zastosowania, a także zapewnienie odpowiedniej osłony oraz bezpiecznego prowadzenia tras kablowych.

Powiązane firmy

A może przemysł bezprzewodowy?

Niewykluczone, że w przyszłości nasze domy, zwłaszcza te tzw. inteligentne, będą w dużej mierze zasilane bezprzewodowo. Urządzenia elektroniczne będą ładowane bez konieczności podłączania przewodem do sieci, podobnie jak zaparkowany w garażu albo przed domem samochód elektryczny. Czy również w przypadku zakładów przemysłowych możliwy jest scenariusz, w którym z krajobrazu hal produkcyjnych niemal całkowicie znikną przewody zasilające, sterownicze i komunikacyjne?

Według Witolda Przybyły, dyrektora sprzedaży w firmie NKT, w najbliższej przyszłości nie należy oczekiwać, że instalacje przemysłowe zostaną pozbawione okablowania. Jednak z całą pewnością ich budowa oraz funkcje będą podlegały modyfikacjom i rozwojowi, chociażby pod względem redukcji zakłóceń elektromagnetycznych. Z pewnością zmianie ulegną też konstrukcje przewodów i kabli stosowanych w tzw. rozwiązaniach przenośnych. Większy nacisk kładziony będzie na bezpieczeństwo pożarowe, trwałość, a także estetykę i wygodę użytkowania.

Rozwój technologii szybkiego dostępu i zabezpieczeń będzie zmierzał w kierunku eliminacji kabli w urządzeniach przenośnych, lecz w dalszym ciągu urządzenia te będą wymagały ładowania lub podtrzymania mocy. Obecne zmiany w konstrukcjach przewodów i kabli obejmują także wprowadzanie nowych komponentów – w tym izolacji i powłok zewnętrznych – co jest powodowane m.in. wymaganiami CPR czy też nowymi uwarunkowaniami środowiskowymi zarówno na etapie eksploatacji, jak i w procesie produkcji. W efekcie dostępne obecnie kable są dużo bardziej odporne na różnego rodzaju uszkodzenia niż jeszcze dekadę temu, zachowując przy tym swoje parametry, a dzięki odmiennej budowie wewnętrznej (m.in. większej przestrzeni wokół żył) są dużo bardziej elastyczne.

Proces ograniczania liczby kabli w obiektach przemysłowych będzie także realizowany przez wdrażanie tzw. kabli hybrydowych(określanych również mianem „One Cable Technology”), które będą w stanie realizować wiele różnych funkcji. W zależności od tego, do czego taki kabel ma służyć, będzie miał różną konstrukcję i będzie wykonany z różnych materiałów. Inne bowiem wymagania stawiane są kablom zasilającym, a inne – sterowniczym czy komunikacyjnym.

Przykładem kabli hybrydowych mogą być przewody stosowane w serwonapędach: z jednej strony dostarczają niezbędną do działania serwomechanizmu energię, a z drugiej  przesyłają do systemu sterowania informacje zwrotne dotyczące m.in. parametrów serwonapędu. Takie rozwiązanie to dla przedsiębiorstwa oszczędność miejsca, materiału oraz czasu potrzebnego na montaż i konfekcjonowanie okablowania.

Zdaniem Witolda Przybyły w dłuższej perspektywie przemysł może stać się bezprzewodowy, choć pod pewnymi warunkami. Warunki te będą zaś zmieniały się wraz z postępem oraz rozwojem technologii kablowej.

– Determinantami rozwoju tego segmentu będą w dużej mierze wymagania związane ze stabilnością procesów i systemów oraz kosztami wynikającymi z przerw w dostawach energii. Również koszty ludzkie oraz wpływ technologii kablowej na zdrowie i bezpieczeństwo zarówno użytkowników, jak i pracowników przemysłu będą kluczowe dla rozwoju konkretnych dziedzin i zastosowań – wyjaśnia dyrektor sprzedaży w NKT.

Czy kable mogą być inteligentne?

Inteligentne fabryki, domy, samochody – w ostatnich latach przybywa tzw. inteligentnych technologii, co w przypadku rozwiązań przemysłowych w dużej części związane jest z realizacją koncepcji Przemysłu 4.0, w której wszystkie składowe przedsiębiorstwa produkcyjnego (maszyny, urządzenia, systemy, sieci IT itd.) są ze sobą zintegrowane. Czy zatem również w przypadku kabli i przewodów wykorzystywanych w instalacjach przemysłowych możemy mówić o inteligentnych rozwiązaniach?

Jak wyjaśnia Witold Przybyła, inteligentne kable i przewody to pojęcie uproszczone. Kierunek rozwoju tego segmentu to inteligentne systemy zawierające w swojej specyfikacji kable i przewody. – To już nie sam kabel czy przewód w dotychczasowym rozumieniu tego słowa. Rozwój tego segmentu następuje przez rozbudowę funkcji tego typu systemów, a polega na zmniejszeniu udziału czynnika ludzkiego, zagwarantowaniu pewności funkcjonowania oraz monitorowaniu i reagowaniu na zmiany w systemie. Zmiany te mogą być wszelakie – od przeciążeń po zagrożenia terrorystyczne, hakerskie czy też środowiskowe – dodaje Witold Przybyła.

Inteligentne kable w praktyce

Ciągła ewolucja oferowanych kabli i przewodów przemysłowych powoduje, że w ofercie producentów możemy już znaleźć rozwiązania, które można określić mianem inteligentnych. Dodatkowe funkcjonalności, często otwierające zupełnie nowe nisze rynkowe, to szansa na pozyskanie nowej grupy klientów, którzy są zainteresowani nietypowymi rozwiązaniami.

Przykładowo firma igus wdrożyła nową generację inteligentnych przewodów wyposażonych dodatkowo w moduł CF.Q zintegrowany z systemem isense, który ma sprawić, że bieżąca konserwacja będzie tańsza i bardziej wydajna. Sercem rozwiązania jest wspomniany zaawansowany czujnik o nazwie CF.Q, który pozwala na kontrolę parametrów elektrycznych w dodatkowych żyłach pomiarowych i porównywanie ich z wartościami empirycznymi dla danego przewodu chainflex. Dzięki temu łatwo i szybko można wykryć wszelkie odchyłki, które mogą świadczyć o uszkodzeniu kabla (np. na skutek zginania lub ekstremalnych obciążeń). Co ważne, użytkownik może sam zdefiniować graniczne wartości wybranych parametrów, po przekroczeniu których będzie informowany o możliwości wystąpienia potencjalnej awarii.

Jednak o inteligencji tego rozwiązania świadczy nie tylko możliwość realizacji pomiarów i porównania ich z predefiniowanymi wartościami. Porównanie to odbywa się bowiem w czasie rzeczywistym, co jest szczególnie istotne w dynamicznie zmieniającym się środowisku produkcyjnym. Po przekroczeniu zdefiniowanych wartości operator danej aplikacji jest natychmiast o tym informowany i może rozpocząć odpowiednie działania naprawcze, które pozwolą uniknąć wystąpienia awarii i związanej z nią przerwy w produkcji.

Nad rozwiązaniami, które wprowadzą kable w erę Przemysłu 4.0, pracują także inżynierowie ABB. Opracowany przez nich system ochrony kabli CPS – dzięki wykorzystaniu inteligentnych czujników oraz systemu monitoringu – będzie w stanie wykryć potencjalne zagrożenie dla przewodów elektrycznych w postaci kondensacji wody czy przekroczenia krytycznych wartości temperatury. Gromadzone dane będą przesyłane do platformy ABB Ability, gdzie będą poddawane natychmiastowej analizie. Zdalne raporty będą następnie trafiały do osób odpowiedzialnych za daną aplikację czy obiekt. Czujniki CPS docelowo mają być połączone bezpośrednio z przewodami i wytrzymywać takie same parametry pracy, co ma ułatwić działania konserwacyjne.

Nowoczesne technologie związane z branżą kablową nie dotyczą jednak wyłącznie samego okablowania. W 2019 r. na tarach Hannover Messe firma Lapp zaprezentowała inteligentny bęben kablowy stworzony razem z firmą Schildknecht. Rozwiązanie to wykorzystuje system czujników oraz elektroniczny nadajnik radiowy, dzięki czemu może na bieżąco obliczać aktualny stan przewodów, a następnie przesyłać te informacje np. do chmury za pośrednictwem sieci firmowej lub globalnej technologii mobilnej. Inteligentny bęben kablowy pomaga zautomatyzować zarządzanie zapasami w magazynie, m.in. dzięki dostępowi do informacji o ilości przewodów i aktualnej lokalizacji bębna. Kolejną korzyścią dla użytkownika jest wbudowany mechanizm chroniący przed kradzieżą. Opcjonalny moduł GPS dostarczy z kolei informacji o aktualnej lokalizacji inteligentnego bębna, a każda wykryta nietypowa aktywność będzie natychmiast zgłaszana jego właścicielowi.

Jednym z głównych kierunków rozwoju branży kabli przemysłowych jest też tworzenie zindywidualizowanych rozwiązań, które są dostosowane już nie tylko do potrzeb konkretnej branży, ale wręcz do specyficznych wymagań danej aplikacji. Wraz z rozwojem Internetu Rzeczy i wdrażaniem koncepcji Przemysłu 4.0 wzrośnie także z pewnością rola inteligentnych kabli i przewodów, które coraz częściej będą przejmowały zaawansowane funkcje monitoringu różnych procesów, a do tego będą musiały sprostać wymaganiom przesyłu ogromnych ilości danych w bardzo krótkim czasie.