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倍福|逃離“內(nèi)卷”的線纜迷宮:?jiǎn)坞娎|自動(dòng)化(OCA)如何重塑布線?

http://www.moduwu.com 2025-11-14 15:00 來源:德國倍福自動(dòng)化有限公司

 

  要說“內(nèi)卷”,工業(yè)電氣控制柜的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試工作其實(shí)早已陷入一場(chǎng)無聲的、曠日持久的 “物理性內(nèi)卷”——不是算法的競(jìng)爭(zhēng),也不是模式的迭代,而是控制柜里一場(chǎng)布線工作的“勞動(dòng)性內(nèi)卷”。

  傳統(tǒng)電纜布線的痛點(diǎn)

  隨著電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)模和集中度不斷增加,控制柜中的各類低壓元件、I/O 模塊、伺服、安全模塊、電源、控制器已將柜內(nèi)空間塞得滿滿當(dāng)當(dāng),動(dòng)力線、信號(hào)線、數(shù)據(jù)線就纏繞得越密,直至塞到讓人產(chǎn)生密集恐懼癥。不妨想象一下,當(dāng)電氣工程師們不得不耗費(fèi)大量時(shí)間在剝線、壓接、對(duì)線號(hào)、理線槽這些高度重復(fù)且易錯(cuò)的勞動(dòng)上,只為維持系統(tǒng)最基本的連通性的時(shí)候,當(dāng)在安裝調(diào)試上投入成倍的努力,卻可能讓整個(gè)系統(tǒng)變得更加脆弱難以維護(hù)的時(shí)候,無論是人,還是設(shè)備系統(tǒng),會(huì)不會(huì)卷到終將崩潰?

  這樣的布線方式還伴生了其他幾個(gè)問題——

  •一是大大增加了設(shè)備集成商們采購、儲(chǔ)存和管理多品類線纜的工作,當(dāng)然也就增加了供應(yīng)鏈的復(fù)雜度;

  •二是給系統(tǒng)性能和可靠性帶來了挑戰(zhàn),譬如線纜間的電磁干擾(EMI)可能影響信號(hào)傳輸、像拖鏈彎折這類動(dòng)作帶來的機(jī)械應(yīng)力會(huì)加速線纜老化等。

  OCA 的技術(shù)核心單纜融合

  有內(nèi)卷必然有“反內(nèi)卷“。倍福公司(Beckhoff)提出的單電纜自動(dòng)化(One Cable Automation, OCA) 技術(shù),正是為了打破這種“無效內(nèi)卷”而生。它并非在原有的線纜”迷宮“里修修補(bǔ)補(bǔ),而是直接拆掉迷宮,重建一條高效的高速公路。其技術(shù)本質(zhì)正是基于工業(yè)以太網(wǎng)供電技術(shù)和創(chuàng)新的一體化、模塊化連接器設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了單纜融合,開啟了一場(chǎng)分布式自動(dòng)化技術(shù)的布線理念革命。

 

  倍福的 OCA 技術(shù)采用 EtherCAT P(ECP) 技術(shù),在單根電纜中同時(shí)傳輸最大 850 V DC /72 A 大功率和 1 Gbps 高速數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)電力+數(shù)據(jù)傳輸二合一,其次在 ECP 連接器方面,實(shí)現(xiàn)了電源引腳與數(shù)據(jù)引腳獨(dú)立隔離,避免干擾,同時(shí)又以統(tǒng)一接口設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“即插即用”,目前提供 B12/B17/B23/B40 四種尺寸,覆蓋 15 A-72 A 電流范圍,支持 IP67 防護(hù)等級(jí)。

  OCA 的創(chuàng)新價(jià)值

  OCA 這種顛覆式的創(chuàng)新為電氣安裝調(diào)試工程師帶來的益處是很顯然的,主要體現(xiàn)在 5 大典型價(jià)值。

  01  大幅節(jié)省柜內(nèi)空間,讓線纜數(shù)量銳減,電纜槽體積縮小;

  02  大幅提升安裝效率,通過單纜布線簡(jiǎn)化流程;

  03  可靠性倍增,譬如通過 IP6X 防塵 / IPX5 防水測(cè)試、抗振沖擊認(rèn)證;還有包括 160 A  峰值電流持續(xù) 10 s 測(cè)試;加速度 35 m/s²、速度 5 m/s、每天 35,000 次的滿負(fù)荷拖鏈循環(huán)測(cè)試,等等;

  04  全生命周期降本,盡管單根混合電纜單價(jià)略高,但節(jié)省了安裝、維護(hù)及備件庫存成本;

  05  支持定制化,可集成熱電偶、附加電阻器等特殊信號(hào),適配 HAN、M12 等接口。

  典型工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景

  根據(jù) OCA 技術(shù)的特點(diǎn),這一技術(shù)尤其適合于幾類工業(yè)場(chǎng)景,其中包括像機(jī)械臂這類高動(dòng)態(tài)移動(dòng)設(shè)備,通過替代多根拖曳電纜,大幅減輕運(yùn)動(dòng)負(fù)載、避免纏繞;還有像輥筒輸送機(jī)、食品飲料灌包裝線、魚類養(yǎng)殖泵站等分布式設(shè)備,通過直接連接現(xiàn)場(chǎng)堅(jiān)固的 EtherCAT 端子盒,省去控制柜,可以簡(jiǎn)化安裝、節(jié)約成本;還有像半導(dǎo)體加工設(shè)備、電子裝配線等空間易受限的場(chǎng)合,顯著節(jié)省電纜槽/拖鏈空間,實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化、輕量化;此外還包括像醫(yī)療、醫(yī)藥、電子等需要高潔凈度的領(lǐng)域,通過減少線纜連接點(diǎn)以減少故障點(diǎn),以及模塊化高防護(hù)連接器實(shí)現(xiàn)高可靠工作。

 

  未來前景標(biāo)準(zhǔn)化與去中心化

  考慮到面向各行業(yè)最終用戶、設(shè)備制造商、連接器制造商的應(yīng)用廣泛性,倍福公司在 OCA 技術(shù)開發(fā)之初,便堅(jiān)持走標(biāo)準(zhǔn)化的路線。如今,基于 IEC 61076-2-118 國際標(biāo)準(zhǔn)的 OCA 接口正推動(dòng)行業(yè)統(tǒng)一,降低兼容成本。

  OCA 基于多功能混合連接器和單電纜進(jìn)行通信和供電的方式,解決了分布式現(xiàn)場(chǎng)端子盒供電、數(shù)據(jù)采集和輸送的關(guān)鍵挑戰(zhàn),可收集不僅是線纜簡(jiǎn)化,使其成為倍福 MX-System 無控制柜系統(tǒng)的重要組成部分,這種去中心化布線將助力打造面向未來的無控制柜工廠,從而形成柔性智能制造的基石。

  關(guān)于德國倍福

  倍福(Beckhoff)是一家專注于自動(dòng)化新技術(shù)的德資企業(yè),創(chuàng)立于 1980 年,總部位于德國威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者,倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的許多標(biāo)準(zhǔn),是國際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動(dòng)者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場(chǎng)總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和 TwinCAT 自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng),可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過 40 年的發(fā)展和努力,倍福已在世界各地設(shè)立 30 多家分支機(jī)構(gòu),加上全球的合作伙伴,業(yè)務(wù)遍及 70 多個(gè)國家和地區(qū)。

  倍福于 1997 年進(jìn)入中國市場(chǎng),中國區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū),現(xiàn)有員工 300 人,辦事處遍及國內(nèi) 30 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、半導(dǎo)體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機(jī)械、物流輸送以及樓宇自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域。

  公司傾力推廣的 EtherCAT 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國國家推薦性標(biāo)準(zhǔn),并已入編工信部的《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)型公司,倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新,在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽(yù)。倍福基于 PC 的控制技術(shù)具有良好的開放性,它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議,將 IT 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)完美融合在一起,為實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

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