【知識(shí)】工業(yè)4.0時(shí)代工業(yè)以太網(wǎng)對(duì)連接器提出的新要求

工業(yè)4.0時(shí)代構(gòu)建智能工廠是全球制造業(yè)領(lǐng)域的大勢(shì)所趨，同時(shí)也是我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要突破口。而智能工廠的精髓則在于網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)領(lǐng)域的延伸和作用，促進(jìn)產(chǎn)、銷(xiāo)信息快速溝通和整合，從而達(dá)到產(chǎn)業(yè)化、智能化、信息化的高效發(fā)展。

工業(yè)以太網(wǎng)作為一種高效的局域網(wǎng)絡(luò)，從誕生開(kāi)始就擔(dān)負(fù)著傳感器數(shù)據(jù)傳輸、生產(chǎn)設(shè)備控制等功能，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)體系中的重要組成部分和工廠信息化的基礎(chǔ)。

所以，當(dāng)我們討論工業(yè)4.0或者智能制造時(shí)，都知道實(shí)現(xiàn)這樣的構(gòu)想，一個(gè)基本的必要條件就是，要讓數(shù)據(jù)在其中發(fā)揮核心的作用，基于大數(shù)據(jù)而建立起的洞察和分析，將成為整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的基石。

而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，就需要將整個(gè)系統(tǒng)中的設(shè)備相互通信、互聯(lián)，并組成一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，以便數(shù)據(jù)在其中高效而可靠地傳輸和交互。而工業(yè)4.0時(shí)代工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)連接器也有新的發(fā)展技術(shù)趨勢(shì)。

工業(yè)以太網(wǎng)連接器的特點(diǎn)

RJ45水晶頭連接器是以太網(wǎng)接口常常使用的電子元器件。不過(guò)，就像是應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域的以太網(wǎng)協(xié)議需要進(jìn)行特別優(yōu)化一樣，工業(yè)以太網(wǎng)中的連接器同樣需要進(jìn)行改造，才能適應(yīng)特殊工業(yè)環(huán)境的要求。

與通用型的產(chǎn)品相比，工業(yè)以太網(wǎng)連接器的不同之處主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

環(huán)境耐受性

在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，可能會(huì)遭受到潮濕、粉塵、腐蝕性氣體液體、沖擊、振動(dòng)、電磁干擾等復(fù)雜惡劣的環(huán)境影響，這些因素會(huì)對(duì)工業(yè)連接器造成極大的影響。

因此，在連接器的設(shè)計(jì)中，需要特別考慮其IP等級(jí)、防機(jī)械沖擊和振動(dòng)、電磁屏蔽等方面，以確保其在任何環(huán)境下都能夠正常運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)掉線(xiàn)等問(wèn)題。

易受性需求

為了滿(mǎn)足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的耐受性要求，工業(yè)以太網(wǎng)連接器通常需要采用一些附加的保護(hù)機(jī)制。但如果這些保護(hù)機(jī)制過(guò)于復(fù)雜，不易使用，將給現(xiàn)場(chǎng)操作人員帶來(lái)很大的困擾。更糟糕的是，這些保護(hù)機(jī)制可能會(huì)增加人為誤操作導(dǎo)致的錯(cuò)配風(fēng)險(xiǎn)。

因此，既要保證連接器的耐用性，又要確保其易用性，這是對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)連接器的一個(gè)非常重要的訴求。

對(duì)于保護(hù)機(jī)制的設(shè)計(jì)，需要考慮到連接器在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用情況，避免不必要的復(fù)雜性。

一種常見(jiàn)的設(shè)計(jì)方法是將連接器的保護(hù)機(jī)制盡可能地整合到其結(jié)構(gòu)中，以減少操作的難度。

例如，在連接器的外殼設(shè)計(jì)中，可以考慮采用防護(hù)罩、防水蓋等結(jié)構(gòu)，以保護(hù)連接器不受環(huán)境因素的影響。此外，還可以采用快速接頭、自鎖連接器等特殊設(shè)計(jì)，以方便連接器的安裝和拆卸，降低誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。

所以，在連接器的設(shè)計(jì)中，也需要考慮其易用性。例如，連接器的插拔力度應(yīng)該適中，不應(yīng)過(guò)于松緊，以方便現(xiàn)場(chǎng)操作人員的使用。

小型化特點(diǎn)

現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備需要處理的任務(wù)越來(lái)越復(fù)雜，因此工業(yè)連接器的設(shè)計(jì)也需要更高的密度和更小的尺寸來(lái)適應(yīng)這些挑戰(zhàn)。

工業(yè)連接器需要在保證信號(hào)、電源、數(shù)據(jù)等多個(gè)資源傳輸?shù)耐瑫r(shí)，盡可能地占用更小的空間。

因此，通過(guò)小型化和微型化，以太網(wǎng)連接器可以提高互連密度，將更多的連接端口放入有限的空間中，同時(shí)保證連接的可靠性和穩(wěn)定性。

工業(yè)以太網(wǎng)中的M12圓形連接器

如果說(shuō)工業(yè)以太網(wǎng)的部署，是一次面對(duì)特殊應(yīng)用環(huán)境的特殊任務(wù)，那么投身到這個(gè)領(lǐng)域的連接器就像是一個(gè)個(gè)具有不同超能力的“超級(jí)英雄”，它們的職責(zé)就是幫助用戶(hù)去應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景中的挑戰(zhàn)。

以電子谷M12連接器為例，一直在工業(yè)自動(dòng)化互連領(lǐng)域扮演著重要的角色。這種帶有12mm鎖定螺紋的圓形連接器具有防止液體和固體侵入的IP防護(hù)等級(jí)，可在惡劣的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)可靠連接。

M12 圓形連接器具有 12 毫米鎖定螺紋，專(zhuān)為沖洗和腐蝕性環(huán)境而設(shè)計(jì)。

它們配備了3、4、5、8或12 針。耐久性強(qiáng)，可以滿(mǎn)足工業(yè)機(jī)器人在高振動(dòng)環(huán)境內(nèi)穩(wěn)定的作業(yè)強(qiáng)度。

一般來(lái)說(shuō)傳感器和電源應(yīng)用需要 3 針和 4 針；PROFINET 和以太網(wǎng)需要 4 針和 8 針；現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、CAN 總線(xiàn)和 DeviceNet 通常使用 4 針和 5 針；12 針用于信號(hào)要求。

M12圓形連接器固然技術(shù)成熟且可靠性高，不過(guò)其外殼密封件必須在一定壓力下才能完全閉合并實(shí)現(xiàn)良好的密封性，因此在連接時(shí)通常需要專(zhuān)用的工具才能正確地“夾緊”連接器插頭并擰緊到適當(dāng)?shù)呐ぞ?，不然其易用性顯然會(huì)大打折扣。

為了更好地適應(yīng)工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用要求，連接器廠商需要通過(guò)不斷的改良和創(chuàng)新來(lái)提高產(chǎn)品的性能和可靠性。這些改良可能包括改進(jìn)連接器的接口標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)其抗干擾能力和防護(hù)等級(jí)，提高傳輸速率和數(shù)據(jù)容量等。

除了改良現(xiàn)有的連接器產(chǎn)品，連接器廠商還在積極推動(dòng)全新的專(zhuān)有接口標(biāo)準(zhǔn)的制訂和應(yīng)用，這些新的標(biāo)準(zhǔn)不僅可以滿(mǎn)足不同應(yīng)用場(chǎng)景下的不同需求，還可以為連接器的技術(shù)發(fā)展提供新的動(dòng)力。