L’association de plusieurs technologies complique bien évidemment les interconnexions et le câblage. Les fournisseurs d’automatismes et de connectique industrielle se sont penchés sur la question afi n de simplifi er les choses et de chercher à regrouper sur des plate-formes de raccordement des connexions reposant sur des technologies différentes.

Les blocs de jonction, pour des connexions fixes
Lorsque l’on a affaire à des connexions installées à demeure, les terminaux d’entrées/ sorties apportent une première solution. Phoenix Contact, Wago, Moeller, Weidmüller, Wieland, B&R, Beckhoff, ABB/Entrelec, Molex, etc. proposent des systèmes modulaires constitués de bornes de raccordement (blocs de jonction) spécialisées que l’utilisateur associe au gré de ses besoins et qui lui permettent de combiner dans un même ensemble des signaux de puissance (pour commander des moteurs ou des résistances de chauffage par exemple), des signaux bas niveau (pour des capteurs notamment) et des signaux optiques (pour connexion de fi bres optiques). Le raccordement se fait par vis ou par borne à ressort. N’assurant pas de protection contre la poussière et l’humidité, ces systèmes de raccordement sont réservés aux applications en armoire ou en boîtier. Pour les applications exigeant une étanchéité plus ou moins élevée, il existe également des terminaux d’entrées/sorties multi-pôles, avec des connecteurs étanches à visser. Tous les constructeurs d’automatismes industriels et de terminaux d’entrées/sorties proposent de tels terminaux. Mais cette solution présente une souplesse et une modularité bien moindres que les terminaux avec des blocs de jonction.

Et la pneumatique ? Elle n’est pas concernée par les solutions précédentes. Ceci étant, il y a belle lurette que le mariage de la pneumatique et de l’électronique est consommé. Tous les grands acteurs de la pneumatique (Festo, Parker Hannifi n, Numatics/Asco Joucomatic, Bosch Rexroth, Burkert,...) proposent des blocs d’entrées/sorties permettant d’associer des constituants électroniques et pneumatiques. Ici, Burkert se distingue en proposant des îlots pneumatiques conçus pour s’associer aux systèmes d’entrées/sorties System 750 de Wago, InLine System de Phoenix Contact, Point I/O-System de Rockwell Automation ou encore ET200S de Siemens.

Les connecteurs hybrides modulaires
Tous ces systèmes de connexion sont conçus pour les applications nécessitant de rares connexions/ déconnexions. Dans le cas de connexions fréquentes, il existe des connecteurs hybrides spéciaux. Ceux-ci sont de trois types : les connecteurs non modulaires, les connecteurs modulaires et les plateformes de raccordement.

Les connecteurs non modulaires présentent l’intérêt d’être disponibles en stock, et donc livrables immédiatement. C’est aussi la solution la plus économique. Malgré tout, l’offre en connecteurs hybrides standards est limitée. La raison ? Le nombre et la variété des courants et signaux à véhiculer est très variable d’une application à l’autre, ce qui obligerait les fournisseurs à multiplier le nombre de modèles pour avoir une réponse pour tous les cas de fi gure.

Avec les modèles modulaires, les possibilités sont plus étendues car l’utilisateur «construit» son connecteur en assemblant des modules individuels permettant, selon les versions, de passer des courants forts (pour alimentations électriques), des courants faibles (pour les signaux de capteurs ou de transmission de données), de la fi bre optique et des gaz (de l’air pour les applications pneumatiques, notamment). Un autre intérêt des connecteurs modulaires est qu’ils peuvent s’adapter à l’évolution des technologies et aux modifi cations effectuées sur les équipements installés (sur les machines d’essais, par exemple, les modifi cations sont fréquentes). S’il faut par exemple remplacer une connexion FireWire par une connexion USB, cela peut être réalisé relativement simplement. Grâce à leur souplesse de confi guration, les connecteurs modulaires trouvent de nombreuses applications, notamment chez les constructeurs de machines, de systèmes d’essais et d’équipements médicaux.

Les principaux fournisseurs de connecteurs industriels modulaires sont Harting avec son Han-Modular, Weidmüller avec son Concept Rockstar, Multi- Contact (fi liale de Staubli) avec son CombiTac, Phoenix Contact avec son Varioconnec, ODU avec ses gammes MAC et MAC LC, Amphenol Socapex aves ses séries 67 et RFM, ou encore Romaire avec son connecteur électropneumatique rectangulaire. Tous les modèles proposés se distinguent par leur capacité à résister à des environnements industriels diffi ciles, en offrant une bonne étanchéité et une bonne tenue aux vibrations. Ils sont également proposés avec diverses techniques de verrouillage des parties mâle et femelle du boîtier, avec des axes de guidage/centrage et des systèmes de fermeture à vis ou à levier.

On trouve un peu toutes les tailles de boîtier, souvent aux normes Din. Mais si le boîtier du connecteur répond souvent aux normes DIN, les modules qui se trouvent à l’intérieur sont spécifi ques à chaque constructeur. C’est le cas par exemple de la gamme Han Modular de Harting, disponible dans des boîtiers standards 10A à 48 B (qui peut recevoir jusqu’à 2 fois 6 modules). Les modules disponibles sont proposés en plusieurs variantes afi n de s’adapter aux différentes techniques de connexion des câbles (par vis axiale, sertissage ou à ressort). Les modules proposés permettent de passer des courants importants : jusqu’à 200 A sous 1000 V pour une fi xation axiale et 16 A sous 5000 V pour un contact serti. Le nombre de contacts par module dépend bien entendu du courant à passer. Ainsi, si le module 200 A sous 1000 V ne comporte qu’un seul conducteur, il existe un module 16 A sous 500 V comportant 20 conducteurs. La gamme Han-Modular comporte une quinzaine de modules de connexion de puissance (de 5 à 200 A) auxquels s’ajoutent des modules pour câbles coaxiaux, prises USB et Firewire, pneumatiques et fi bres optiques. Il existe même un module d’identifi cation du connecteur, doté d’une mémoire non volatile de 128 octets.

Chaque constructeur a bien sûr ses spécifi cités. Par exemple, la gamme MAC d’ODU comporte 23 modules et il est possible de réaliser des connecteurs comportant jusqu’à 600 contacts. Pour l’établissement des contacts entre les conducteurs mâle et femelle, la société utilise la technologie originale Springtac mise au point par Otto Dunkel, et qui repose sur l’utilisation de multiples et minuscules lamelles métalliques à ressorts «tapissant» les parois du connecteur femelle. Pour fixer les idées, disons que pour un conducteur de 1,02 mm, le contact entre les parties mâle et femelle est assuré par 15 lamelles. La technologie Springtac est disponible pour des diamètres de 0,76 mm à 50 mm. Cette technologie assure des contacts d’une grande fi abilité, avec une faible résistance électrique et nécessite une faible force d’insertion/extraction. Mais son principal attrait réside sans doute dans sa capacité à résister à plus de 100.000 cycles de connexion/déconnexion... Pour les applications moins exigeantes, la société propose la gamme MAC LC, dotée d’un mécanisme de contact plus simple et capable de supporter 5.000 cycles de connexion/déconnexion...

Les plaques de connexion sur mesure
Si les modules proposés par les différents fabricants de connecteurs modulaires permettent de connecter la plupart des câbles électriques (courants forts et courants faibles), voire optiques et pneumatiques, ils sont loin de pouvoir tout faire. S’ils permettent de passer un grand nombre de signaux électriques bas niveau, ils ne peuvent en faire autant pour les connexions pneumatiques, qui demandent davantage d’espace. Dans ces cas là, il faut prévoir des connexions pneumatiques séparées. Idem pour les connexions hydrauliques, impossibles à réaliser avec ces connecteurs. Mais surtout, ils ne sont pas adaptés aux applications qui exigent des connexions/déconnexions très fréquentes. La diffi culté ne vient pas du nombre de cycles de connexions/déconnexions (à plusieurs milliers de cycles autorisés, voire plusieurs dizaines de milliers, on peut voir venir...). Elle vient du fait que lorsque l’on doit faire cette opération manuellement plusieurs fois par jour, voire plusieurs dizaines de fois par jour, le travail est très fastidieux. Sans compter que l’opération prend du temps, ce qui est incompatible avec les besoins en production, tels que ceux que l’on rencontre par exemple sur certains systèmes de test en production et en robotique (lorsque l’on doit changer fréquemment d’outils). Dans ces cas là, il faut prévoir des connexions automatiques. C’est ce que proposent par exemple SGA Automation et avec son GCR (et le module extérieur L15) et Staubli avec sa plateforme multi-connexion MCS. Cette dernière n’existe pas en tant que produit standard et elle est conçue sur mesure de façon à tenir compte très précisément du besoin de l’industriel, que celui-ci soit un constructeur d’équipement ou un utilisateur. Les connecteurs proposés sur la plate-forme sont standards et ils permettent de raccorder des conduits hydrauliques (jusqu’à 500 bars), pneumatiques, électriques/ électroniques (avec des connecteurs jusqu’à 70 pôles). Plusieurs modes d’accouplement (avec des vérins, par exemple) et de verrouillage sont également proposés. Mais la disposition des différents éléments (connecteurs, guidages, fi xation) et les modifi cations éventuelles par rapport à la solution de base sont adaptées au cas par cas. molex

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