眾所周知，以太網及TCP/IP 通信技術在IT行業已獲得了巨大的成功，近年來隨著工業用戶對數據網絡的需求越來越高，大量設備已經具有了數據采集和通訊能力，而且支持基于以太網的IP傳輸、辦公/生產一體化的趨勢已日益明顯。

工業以太網在綜合工廠中控制系統、監控系統和辦公網絡中的應用，使管理者能通過實時信息實現對工藝控制和生產力的改進，并可從任一位置能夠對多個地點進行過程控制和監控。在生產制作過程采用以太網會帶來：單位帶寬費用低、布線花費節省、非常簡易的與商業結構進行連接等顯著優點。

1 工業以太網——以太網在工業領域的延伸

目前，工業以太網在自動化領域已有了不少成功應用，主要集中在以下幾個方面：

◆ 車間級信息集成：主要有專用生產設備、專用測試設備、條碼器、PC 機及以太網絡設備;主要功能是完成車間級生產信息及產品質量信息的管理。

◆ 管理層信息網絡：即支撐工廠管理層MIS系統的計算機網絡，主要完成如ERP 的信息系統。

◆ SCADA 系統：特別是一些區域廣泛、含有計算機廣域網技術、無線通信技術的SCADA 系統，如城市供水或污水管網的SCADA 系統、水利水文信息檢測S C A D A 系統。

◆ 個別的控制系統網絡：個別要求高可靠性和一定實時性的分布式控制系統也采用以太網+TCP/IP 技術，如水電廠的計算機監控系統，并獲得很好的效果。

工業以太網與辦公以太網的主要差別：工業以太網對實時性的要求及設備的遠端供電;需要極度的可靠性，特別是在惡劣的工作環境中;具有在苛刻的環境下運行的能力。

2 工業連接器——承受惡劣環境的新型接口

作為工業以太網的重要基礎設施的綜合布線系統，不能簡單照搬樓宇布線的套路，這樣的綜合布線系統，經常是不到一兩年時間就暴露出點位設計移動、線纜路由變更、產品腐蝕磨損變形、傳輸性能下降等頑癥，使得用戶不得不花費大量人力、財力進行整改甚至重新施工。

在惡劣的工業環境中，比如礦業、汽車業、海運、醫療、精細化工、主題娛樂園、食品加工、電力等環境中，灰塵、溫度、潮濕、電磁干擾或振動都會對數據信號的物理傳輸鏈路產生很大的影響。而在大型的生產/ 組裝/ 加工型企業，設備/流水線的采購安裝并不是同時發生，而是根據投資、市場的變化循序漸進，并且充滿變數，與之相配套的信息點位也是個未知數。如何在不影響當前生產的前提下安裝或調整線路是對傳統綜合布線的一個挑戰。

為此，各綜合布線廠家推出了—工業連接器產品。傳統連接器產品在置于極端的灰塵、溫度、潮氣、電磁干擾或振動環境下，則性能和可靠性將受到損害。工業連接器能提供強大的以太網連接，并能抵御最為惡劣的環境，比以前任何以太網連接頭更堅硬、強壯及性能穩定，能滿足目前生產行業及任何常規工廠場所的應用需求。

2.1 工業標準的倡導

在意識到需要后，TIA(電信工業協會)和IEC(國際電工委員會)已要求標委會制定相關工業布線標準，TIA于1999年末組織了TR-42.9 工業電信基礎小組，其目標是為超過一般商業大樓標準范疇的工業大樓，建筑及園區等環境發展相應的標準。IEC 則希望在TIA 工作的基礎上再建立補充標準。TR-42.9目前在造型一種工業適用的連接器接口方面已經有了很大的進展。

ODVA(開放設備網絡供應商協會)和JSIG(控制網絡行業小組)正在制定一種以太網工業協議(EtherNet/IP)發展標準。除了規定連接器接口外，TR-42.9 還定義了接口必須適合的環境要求。TR-42.9的工作是在IEC早期有關“(IP)國際保護”守則上的擴充，這個守則里為一些接口附件定義了一些環境要求，如使用兩位數字表示了一個封閉附件為接口提供的保護等級。TR-42.9在為匹配的工業密封插頭和插座進行規劃時運用了上述的守則。第一位數字指密封體對固體材料的抵抗力，第二位數字指對液體腐蝕的抵抗力。

為了保證連接頭在惡劣環境下能可靠發揮以太網性能，TR-42.9很可能建議遵循IP 67守則。IP 67指當一個連接頭被密封后，可防止灰塵的進入和短時間和水浸。除了灰塵和水，最終的TR-42.9 工業標準還將關注其它因素：

(1)濕氣/ 水蒸汽

傳統的連接器如置于中等潮濕環境下，會隨著時間的變化而受到腐蝕，并導致斷斷續續的傳輸問題。在嚴重的情況下，插座內的連接針腳甚至會全部腐爛。另外，任何浸沒和液體飛濺也是不能容忍的。

(2)腐蝕性材料

工業環境下是經常會遇見腐蝕性氣體和液體情況的。象油、氣和化學物質能侵蝕外面的連接器護蓋、插頭和插座的金屬腳、線纜外套等。

(3)極端溫度

現在的連接器一般能忍受-10℃～60℃的溫差，對于絕大部分辦公和一般工業環境是沒有問題的。但是，如果放在極端的惡劣溫度環境下，超過范圍的溫度會導致傳輸錯誤和可靠性問題。

(4)振動

當置于極端振動環境，標準連接器會引起反作用力。經過一段時間后，插頭和插座的連接將會逐漸磨損，針腳在連接點會凹陷下去，降低可靠性。而且，在這種磨損過后，如暴露于蒸汽環境，又會進一步引起腐蝕。

(5)電磁干擾

嚴重的電磁干擾源通常有臨近數據通路的生產設備，電力通道。機器和電氣通道等。機器和電氣通道產生電場，并能耦合入數據通路中導致噪音，破壞數據信號的完整性。

2.2 用戶市場上的工業連接性

布線系統顧問、設計及安裝工程師正更多地面對富有挑戰性環境。有時在安裝時會有部分或整個地點由于環境因素產生連接性問題，如可能被水浸的房間、易于粘灰的區域及位于極端溫度環境下的地點。

今天，當設計和安裝技術人員面對這些問題時，一些人會考慮放棄傳統的連接器并希望等待最好的產品。在本刊近期的調查中了解到在工業環境下傳統布線產品的使用情況。布線插座長時間暴露在潮濕空氣，沒有得到任何保護，其接觸腳將腐蝕并會導致最后的損壞。另一種方案是為用戶提供一個保護套件來隱藏連接器，是用特殊設計來替代場所盒保護連接免受水和碎屑的損害。

2.3 工廠場所上的連接性

生產市場上，目前正興起這樣的需求：人們要在工廠場所上有堅固的連接性。許多廠家正在推動企業資源規劃(ERP)，使內部動作流水化，提高產品實用性，減少產品成本。實施有效的ERP 的關鍵是能夠精確，實時地進行數據處理。但是，現今多數正在使用的生產設備不能無縫地在工廠場所和企業網絡間收集傳送通信數據。而一些領先的生產商已經提供了工廠EtherNet/IP 系統配置，為ERP應用收集數據等自動化產品設備。據估計，到2004年，超過22% 的新的生產設備將有以太網連接。一旦新一代產品觸及市場，內部網絡將無縫延伸至工廠場所。

工業以太網主要應用在如采礦業、精煉廠、自動設備、生產車間等，在這些環境里，腐蝕性氣體和液體由機器人設備產生的極端電磁干擾、振動、高溫是很平常的。而高效穩定的工業連接頭在工廠場所和ERP 應用間提供必需的連接——保持數據順暢并提供競爭優勢。

3 工業連接器的發展

隨著技術發展，以太網在工廠自動化車間監控層及管理層將成為主要應用技術，特別是采用TCP/IP協議可與互聯網連接，是未來eManufactory的技術基礎。在所有企業運作領域，包括惡劣環境實現無縫網絡方案已觸手可及，用戶在評測苛刻環境布線時將會有一個理想方案——綜合布線工業連接器!

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