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有线连接:自动化系统如何为工业物联网提供动力

Robotic machinery in a factory

工业物联网(IIoT)重新关注数据收集,以便 工厂、供应商和客户能够共享他们的数字信 息。从过程控制和汽车装配到机器人技术和饮 食行业,工业4.0背后的概念涉及所有行业。 这种数字化未来成功与否,关键在于是否能提 供可靠的有线接口,可以承受PLC、传感器、 执行器和电机之间数据通信所处的恶劣环境。

在过去几年,业界已出现从传统的现场总线技 术转向基于以太网的工业网络的发展趋势, 并且势头稳定。2018年,已安装工业以太网 节点首次超过了现场总线网络,所有迹象都表 明,这个趋势仍将持续[1]。与现场总线协议 相比,以太网可提供高速、低抖动和确定性的 解决方案,并可在目前的以太网硬件上轻松实 现。这就使其特别适用于电动机控制应用。

直到最近,经典以太网才能预留带宽或保证 节点之间的延迟,而这对工业网络来说却是 必需。IEEE 802.1AS和IEEE 1588精确时间协 议(PTP)标准概要当中描述的时间敏感网络 (TSN)等改变解决了这一挑战。但是,对 TSN提供支持需要对以太网节点进行硬件更 改。EtherCAT等基于工业以太网的现有协议 已经可以提供与IEEE1588相等、小于1μs的低 抖动,它使用现有的以太网MAC硬件以软件 来实现。

以太网/IP是增长最快的技术,连同PROFINET 和EtherCAT,仍然是欧洲最流行的基于以 太网的网络解决方案,而Modbus-TCP也 拥有显著份额。在美国,CIP网络仍占据 市场主导地位,但转向以太网/IP的趋势明 显。PROFIBUS、Modbus-RTU和CC-Link仍 然是主要的现场总线协议,其次是CANopen 和DeviceNet,尽管转向以太网的趋势明 显,但这些协议每年安装的节点数都仍在增 长。

 

为手头的任务选择最佳的连接器解决 方案

为所选网络选择最佳连接器是项充满挑战的任务。考虑因素首先是需要多少连接数,以及连 接器需要流过多大的电压和电流。此外,还必须考虑连接器插拔的频繁程度,以及是否需要盲插。环境条件也会对决策造成影响,要求工业工程师审查工作环境温度、是否有液体影响以及电磁兼容性挑战。

即使考虑了所有这些因素,在安装或电缆制造期间也存在处理问题。连接器有一系列结构选择,从压接和螺纹销到穿孔和焊接等等,如果需要在客户的工厂现场安装连接器,特别是要 安装在难于安装的位置,例如天花板顶部或隐 藏在机柜中,在此做出的选择可能会对安装时 间和最终安装的可靠性产生重大影响

深入了解我们在白皮书《工业物联网连接器》中提供的有线连接解决方案。

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