眾所周知，以太網(wǎng)及TCP/IP 通信技術(shù)在IT行業(yè)已獲得了巨大的成功，近年來(lái)隨著工業(yè)用戶對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的需求越來(lái)越高，大量設(shè)備已經(jīng)具有了數(shù)據(jù)采集和通訊能力，而且支持基于以太網(wǎng)的IP傳輸、辦公/生產(chǎn)一體化的趨勢(shì)已日益明顯。

工業(yè)以太網(wǎng)在綜合工廠中控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和辦公網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，使管理者能通過(guò)實(shí)時(shí)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝控制和生產(chǎn)力的改進(jìn)，并可從任一位置能夠?qū)Χ鄠€(gè)地點(diǎn)進(jìn)行過(guò)程控制和監(jiān)控。在生產(chǎn)制作過(guò)程采用以太網(wǎng)會(huì)帶來(lái)：?jiǎn)挝粠捹M(fèi)用低、布線花費(fèi)節(jié)省、非常簡(jiǎn)易的與商業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接等顯著優(yōu)點(diǎn)。

1 工業(yè)以太網(wǎng)——以太網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的延伸

目前，工業(yè)以太網(wǎng)在自動(dòng)化領(lǐng)域已有了不少成功應(yīng)用，主要集中在以下幾個(gè)方面：

◆ 車間級(jí)信息集成：主要有專用生產(chǎn)設(shè)備、專用測(cè)試設(shè)備、條碼器、PC 機(jī)及以太網(wǎng)絡(luò)設(shè)備;主要功能是完成車間級(jí)生產(chǎn)信息及產(chǎn)品質(zhì)量信息的管理。

◆ 管理層信息網(wǎng)絡(luò)：即支撐工廠管理層MIS系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，主要完成如ERP 的信息系統(tǒng)。

◆ SCADA 系統(tǒng)：特別是一些區(qū)域廣泛、含有計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)的SCADA 系統(tǒng)，如城市供水或污水管網(wǎng)的SCADA 系統(tǒng)、水利水文信息檢測(cè)S C A D A 系統(tǒng)。

◆ 個(gè)別的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)：個(gè)別要求高可靠性和一定實(shí)時(shí)性的分布式控制系統(tǒng)也采用以太網(wǎng)+TCP/IP 技術(shù)，如水電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，并獲得很好的效果。

工業(yè)以太網(wǎng)與辦公以太網(wǎng)的主要差別：工業(yè)以太網(wǎng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求及設(shè)備的遠(yuǎn)端供電;需要極度的可靠性，特別是在惡劣的工作環(huán)境中;具有在苛刻的環(huán)境下運(yùn)行的能力。

2 工業(yè)連接器——承受惡劣環(huán)境的新型接口

作為工業(yè)以太網(wǎng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施的綜合布線系統(tǒng)，不能簡(jiǎn)單照搬樓宇布線的套路，這樣的綜合布線系統(tǒng)，經(jīng)常是不到一兩年時(shí)間就暴露出點(diǎn)位設(shè)計(jì)移動(dòng)、線纜路由變更、產(chǎn)品腐蝕磨損變形、傳輸性能下降等頑癥，使得用戶不得不花費(fèi)大量人力、財(cái)力進(jìn)行整改甚至重新施工。

在惡劣的工業(yè)環(huán)境中，比如礦業(yè)、汽車業(yè)、海運(yùn)、醫(yī)療、精細(xì)化工、主題娛樂(lè)園、食品加工、電力等環(huán)境中，灰塵、溫度、潮濕、電磁干擾或振動(dòng)都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的物理傳輸鏈路產(chǎn)生很大的影響。而在大型的生產(chǎn)/ 組裝/ 加工型企業(yè)，設(shè)備/流水線的采購(gòu)安裝并不是同時(shí)發(fā)生，而是根據(jù)投資、市場(chǎng)的變化循序漸進(jìn)，并且充滿變數(shù)，與之相配套的信息點(diǎn)位也是個(gè)未知數(shù)。如何在不影響當(dāng)前生產(chǎn)的前提下安裝或調(diào)整線路是對(duì)傳統(tǒng)綜合布線的一個(gè)挑戰(zhàn)。

為此，各綜合布線廠家推出了—工業(yè)連接器產(chǎn)品。傳統(tǒng)連接器產(chǎn)品在置于極端的灰塵、溫度、潮氣、電磁干擾或振動(dòng)環(huán)境下，則性能和可靠性將受到損害。工業(yè)連接器能提供強(qiáng)大的以太網(wǎng)連接，并能抵御最為惡劣的環(huán)境，比以前任何以太網(wǎng)連接頭更堅(jiān)硬、強(qiáng)壯及性能穩(wěn)定，能滿足目前生產(chǎn)行業(yè)及任何常規(guī)工廠場(chǎng)所的應(yīng)用需求。

2.1 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的倡導(dǎo)

在意識(shí)到需要后，TIA(電信工業(yè)協(xié)會(huì))和IEC(國(guó)際電工委員會(huì))已要求標(biāo)委會(huì)制定相關(guān)工業(yè)布線標(biāo)準(zhǔn)，TIA于1999年末組織了TR-42.9 工業(yè)電信基礎(chǔ)小組，其目標(biāo)是為超過(guò)一般商業(yè)大樓標(biāo)準(zhǔn)范疇的工業(yè)大樓，建筑及園區(qū)等環(huán)境發(fā)展相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。IEC 則希望在TIA 工作的基礎(chǔ)上再建立補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)。TR-42.9目前在造型一種工業(yè)適用的連接器接口方面已經(jīng)有了很大的進(jìn)展。

ODVA(開(kāi)放設(shè)備網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商協(xié)會(huì))和JSIG(控制網(wǎng)絡(luò)行業(yè)小組)正在制定一種以太網(wǎng)工業(yè)協(xié)議(EtherNet/IP)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)。除了規(guī)定連接器接口外，TR-42.9 還定義了接口必須適合的環(huán)境要求。TR-42.9的工作是在IEC早期有關(guān)“(IP)國(guó)際保護(hù)”守則上的擴(kuò)充，這個(gè)守則里為一些接口附件定義了一些環(huán)境要求，如使用兩位數(shù)字表示了一個(gè)封閉附件為接口提供的保護(hù)等級(jí)。TR-42.9在為匹配的工業(yè)密封插頭和插座進(jìn)行規(guī)劃時(shí)運(yùn)用了上述的守則。第一位數(shù)字指密封體對(duì)固體材料的抵抗力，第二位數(shù)字指對(duì)液體腐蝕的抵抗力。

為了保證連接頭在惡劣環(huán)境下能可靠發(fā)揮以太網(wǎng)性能，TR-42.9很可能建議遵循IP 67守則。IP 67指當(dāng)一個(gè)連接頭被密封后，可防止灰塵的進(jìn)入和短時(shí)間和水浸。除了灰塵和水，最終的TR-42.9 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還將關(guān)注其它因素：

(1)濕氣/ 水蒸汽

傳統(tǒng)的連接器如置于中等潮濕環(huán)境下，會(huì)隨著時(shí)間的變化而受到腐蝕，并導(dǎo)致斷斷續(xù)續(xù)的傳輸問(wèn)題。在嚴(yán)重的情況下，插座內(nèi)的連接針腳甚至?xí)扛癄€。另外，任何浸沒(méi)和液體飛濺也是不能容忍的。

(2)腐蝕性材料

工業(yè)環(huán)境下是經(jīng)常會(huì)遇見(jiàn)腐蝕性氣體和液體情況的。象油、氣和化學(xué)物質(zhì)能侵蝕外面的連接器護(hù)蓋、插頭和插座的金屬腳、線纜外套等。

(3)極端溫度

現(xiàn)在的連接器一般能忍受-10℃～60℃的溫差，對(duì)于絕大部分辦公和一般工業(yè)環(huán)境是沒(méi)有問(wèn)題的。但是，如果放在極端的惡劣溫度環(huán)境下，超過(guò)范圍的溫度會(huì)導(dǎo)致傳輸錯(cuò)誤和可靠性問(wèn)題。

(4)振動(dòng)

當(dāng)置于極端振動(dòng)環(huán)境，標(biāo)準(zhǔn)連接器會(huì)引起反作用力。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，插頭和插座的連接將會(huì)逐漸磨損，針腳在連接點(diǎn)會(huì)凹陷下去，降低可靠性。而且，在這種磨損過(guò)后，如暴露于蒸汽環(huán)境，又會(huì)進(jìn)一步引起腐蝕。

(5)電磁干擾

嚴(yán)重的電磁干擾源通常有臨近數(shù)據(jù)通路的生產(chǎn)設(shè)備，電力通道。機(jī)器和電氣通道等。機(jī)器和電氣通道產(chǎn)生電場(chǎng)，并能耦合入數(shù)據(jù)通路中導(dǎo)致噪音，破壞數(shù)據(jù)信號(hào)的完整性。

2.2 用戶市場(chǎng)上的工業(yè)連接性

布線系統(tǒng)顧問(wèn)、設(shè)計(jì)及安裝工程師正更多地面對(duì)富有挑戰(zhàn)性環(huán)境。有時(shí)在安裝時(shí)會(huì)有部分或整個(gè)地點(diǎn)由于環(huán)境因素產(chǎn)生連接性問(wèn)題，如可能被水浸的房間、易于粘灰的區(qū)域及位于極端溫度環(huán)境下的地點(diǎn)。

今天，當(dāng)設(shè)計(jì)和安裝技術(shù)人員面對(duì)這些問(wèn)題時(shí)，一些人會(huì)考慮放棄傳統(tǒng)的連接器并希望等待最好的產(chǎn)品。在本刊近期的調(diào)查中了解到在工業(yè)環(huán)境下傳統(tǒng)布線產(chǎn)品的使用情況。布線插座長(zhǎng)時(shí)間暴露在潮濕空氣，沒(méi)有得到任何保護(hù)，其接觸腳將腐蝕并會(huì)導(dǎo)致最后的損壞。另一種方案是為用戶提供一個(gè)保護(hù)套件來(lái)隱藏連接器，是用特殊設(shè)計(jì)來(lái)替代場(chǎng)所盒保護(hù)連接免受水和碎屑的損害。

2.3 工廠場(chǎng)所上的連接性

生產(chǎn)市場(chǎng)上，目前正興起這樣的需求：人們要在工廠場(chǎng)所上有堅(jiān)固的連接性。許多廠家正在推動(dòng)企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)，使內(nèi)部動(dòng)作流水化，提高產(chǎn)品實(shí)用性，減少產(chǎn)品成本。實(shí)施有效的ERP 的關(guān)鍵是能夠精確，實(shí)時(shí)地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。但是，現(xiàn)今多數(shù)正在使用的生產(chǎn)設(shè)備不能無(wú)縫地在工廠場(chǎng)所和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)間收集傳送通信數(shù)據(jù)。而一些領(lǐng)先的生產(chǎn)商已經(jīng)提供了工廠EtherNet/IP 系統(tǒng)配置，為ERP應(yīng)用收集數(shù)據(jù)等自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)備。據(jù)估計(jì)，到2004年，超過(guò)22% 的新的生產(chǎn)設(shè)備將有以太網(wǎng)連接。一旦新一代產(chǎn)品觸及市場(chǎng)，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將無(wú)縫延伸至工廠場(chǎng)所。

工業(yè)以太網(wǎng)主要應(yīng)用在如采礦業(yè)、精煉廠、自動(dòng)設(shè)備、生產(chǎn)車間等，在這些環(huán)境里，腐蝕性氣體和液體由機(jī)器人設(shè)備產(chǎn)生的極端電磁干擾、振動(dòng)、高溫是很平常的。而高效穩(wěn)定的工業(yè)連接頭在工廠場(chǎng)所和ERP 應(yīng)用間提供必需的連接——保持?jǐn)?shù)據(jù)順暢并提供競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

3 工業(yè)連接器的發(fā)展

隨著技術(shù)發(fā)展，以太網(wǎng)在工廠自動(dòng)化車間監(jiān)控層及管理層將成為主要應(yīng)用技術(shù)，特別是采用TCP/IP協(xié)議可與互聯(lián)網(wǎng)連接，是未來(lái)eManufactory的技術(shù)基礎(chǔ)。在所有企業(yè)運(yùn)作領(lǐng)域，包括惡劣環(huán)境實(shí)現(xiàn)無(wú)縫網(wǎng)絡(luò)方案已觸手可及，用戶在評(píng)測(cè)苛刻環(huán)境布線時(shí)將會(huì)有一個(gè)理想方案——綜合布線工業(yè)連接器!

文章編輯：CobiNet(寧波)，本公司專注于電訊配件,銅纜綜合布線系列領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)七類,六類,超五類屏蔽網(wǎng)線雙絞屏蔽線及相關(guān)模塊配件,歡迎來(lái)電咨詢0574 88168918；

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