连接器将网络连接在一起

网络连接器有几项艰巨的工作。它们必须建立积极的连接来传输数据;将不友好的物质拒之门外;能够长期承受各种环境,经常在机械应力下将电缆固定在一起。

通过Ann Feitel, InterlinkBT,明尼阿波利斯,明尼苏达州 二二年十一月十四日

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选择网络连接器|基本网络连接器方法时的问题

本文是2002年11月出版的《控制工程》中“回归基础”一文的扩充版。点击这里返回到原文

网络连接器有几项艰巨的工作。它们必须建立积极的连接来传输数据;将不友好的物质拒之门外;能够长期承受各种环境,经常在机械应力下将电缆固定在一起。而且,随着网络数据速率从9600 bps持续增加到12 Mbps甚至更高,连接器也被要求屏蔽导电针和套管免受电气噪声和干扰。

选择时的问题

网络连接器

  • 环境保护

  • 维护/服务要求

  • 可扩展性

  • 大小和容量

选择和实现最合适的连接器取决于解决物理需求、应用程序需求、布局和拓扑,甚至是管理不同网络协议的理念。所有连接器都必须满足其网络的基本物理层和布线需求,但这些不同的理念导致了对它们的不同具体要求。

例如,DeviceNet和开放DeviceNet供应商协会(Boca Raton, FL)定义了其连接器上触点上镀金的厚度;Profibus- dp和Profibus贸易组织(Scottsdale, AZ)认可许多连接器,但不认可其他一些连接器;和基金会现场总线和现场总线基金会(Austin, TX)基于ISA SP-50.03规范,该规范定义了其电缆中的物理层衰减阻抗,但没有指定其连接器。

由于一些协议组织定义了连接器,而其他组织则没有提及它们,因此用户经常被迫寻找事实上的市场标准。因此,通常仍由个别用户决定其网络所需的连接器(请参阅侧栏)。例如,半导体制造中使用的最大类型的连接器是7/8-in mini,在工艺领域的用户认为它很小。进程应用通常在DeviceNet、Profibus、AS-i和SDS网络上使用M12微连接器。

不断发展的工业技术和趋势也影响着网络布线和连接器的需求。例如,流程领域长期以来一直依赖于螺旋端子,传统上没有使用在其他应用中发现的许多网络连接器。然而,许多工艺用户开始使用7/8-in。9安培的迷你连接器,带3、4或5引脚,以及4安培的M12微型连接器,带4、5或8引脚。

许多传统线程连接器以及适配器的安全插件和卡接版本在许多应用程序中也越来越普遍。具有讽刺意味的是,用户发现新的连接方法不仅在物理上安装更快,而且还减少了安排安装所需的电工或其他技术人员所需的时间。同时,在离散行业和应用中,由于对I/O点和设备的严格要求,M12连接器是传统的。迷你连接器用于供电,这受到了PLC和相关网络最近增长的推动。

照顾

基本网络连接器方法
大多数工业总线使用一个或多个以下连接器或适用的变体:

9 db,它由九脚超小型d壳连接器组成。每天大约使用250,000个连接器。

(dc)或欧元,这是基于M12螺纹的双通六针连接器(约14毫米外径耦合单元)。每天使用约150,000个连接器。

迷你,其中包括基于7/8英寸直径的16节桶的两到七针连接器。每天使用约50,000个连接器。

用户需要小心的原因是他们的连接器在触点上有正确的镀金厚度,因为网络在通过每个连接时需要低接触电阻。在这些触点的使用寿命中,通常希望触点电阻小于5毫姆(mV)。这就是为什么一些传统的连接器不能很好地工作。

低接触电阻非常重要,因为如果你在一个有64个节点的DeviceNet网络上点对点进行比较,那么你最后一个设备的信号可能要经过128个连接才能返回。高接触电阻会给这样的总线系统带来真正的麻烦。

电流承载能力通常不是什么大问题,因为工业网络往往不需要太多电力。例如,基金会现场总线通常需要大约20毫安(mA),而一个迷你连接器可以处理9安培。同样,DeviceNet被设计为处理4安培。实现高质量的连接器也是至关重要的,因为它们也会受到与网络其他部分相同的热量、振动、磨料和腐蚀。高质量的连接器意味着他们的网络不会经历电压漂移,而随着时间的推移,连接系统会更快地恶化。

除了这些基本要求之外,选择连接器也是个人应用程序需求和个人品味的问题。戴着手套安装网络开销的技术人员需要更大的连接器,而在小面板中的系统则需要更小的连接器。随着以太网的出现,RJ-45连接器在工业网络中变得更加突出,人们努力帮助它们生存下来并在工厂应用中服务。RJ-45可以进行工业硬化,但其1英寸直径和直连接在制造应用中仍然更容易受到振动和其他力的影响。M12直径为0.5英寸,具有更好的接触。

思考

因为大多数工程师和其他用户都喜欢有一个可访问的B计划来处理意外的网络需求,所以在考虑网络连接器方案时,他们经常尝试留下两个可用端口。这些额外的端口可以用于添加未预料到的设备,或者帮助在总线上为特别敏感的进程提供辅助节点或输入。提前计划可以让许多任务变得更容易。用户通常需要在喝杯咖啡休息的时间内更换连接器。

最好的建议是选择满足应用程序基本需求的连接器,但也要能够处理以前无法预见的需求。

-Ann Feitel, InterlinkBT (Minneapolis, MN)实体媒体高级产品经理,
新闻编辑吉姆·蒙塔古jmontague@reedbusiness.com