中心議題：

• M12連接器配置非常簡單
• 能承受惡劣工況的現(xiàn)場總線
• 超越一般電纜的界限

在當(dāng)今的工業(yè)通信系統(tǒng)中，有現(xiàn)場總線系統(tǒng)和工業(yè)以太網(wǎng)兩種方式可供選擇。無論是工業(yè)以太網(wǎng)還是現(xiàn)場總線，最終對通信系統(tǒng)有決定作用的是，敷設(shè)在生產(chǎn)現(xiàn)場的電纜及導(dǎo)線的連接方案。

工業(yè)通信是經(jīng)常被要求在惡劣的環(huán)境中進(jìn)行的通信聯(lián)系。因此，用戶在選擇通信系統(tǒng)元器件時(shí)，除了要注意到數(shù)據(jù)傳遞方面的技術(shù)性要求之外，還要注意環(huán)境條件的影響?，F(xiàn)場總線組織也對此做出了一些規(guī)定，例如在電氣控制柜內(nèi)及電氣控制柜外的有關(guān)規(guī)定。屏蔽電纜以及接地系統(tǒng)和電位平衡系統(tǒng)等，對網(wǎng)絡(luò)的可靠性有著重要的影響。正是基于這一原因，現(xiàn)場總線組織對系統(tǒng)中元器件的檢驗(yàn)和合適的電纜連接技術(shù)做出了相應(yīng)的規(guī)定，并制定了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。若沒有符合規(guī)定的電位平衡系統(tǒng)，或者沒有合理的EMV電磁兼容性連接，操作會產(chǎn)生意想不到的超高電壓情況，因此合理的光纖連接是非常有意義的事情。

現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，在信號傳輸距離范圍內(nèi)每一個(gè)接收器都能接收到每一次發(fā)送出來的信號。每一個(gè)收到信號的接收器都可以把信號通過并行電路傳遞給安裝在任意地點(diǎn)的信號接收器。發(fā)射的信號就是這樣向外傳遞，為了避免信號的“反射”，電纜的兩端必須各有一個(gè)終端電阻（圖1）。這種現(xiàn)場總線系統(tǒng)要求采用的是線性拓?fù)浼夹g(shù)。 

                                 
          圖1 現(xiàn)場總線連接器利用一進(jìn)、一出兩個(gè)通道和可開關(guān)控制的終端電阻，可構(gòu)成線性結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)

M12連接器配置非常簡單

通常情況下，用戶都要求連接器帶有終端電阻，能夠有效防止電纜電阻不匹配所引起的信號反射。這樣，用戶在設(shè)備更換時(shí)只需更換一個(gè)開關(guān)即可，無需再像以前那樣進(jìn)行費(fèi)時(shí)費(fèi)力的安裝。在現(xiàn)場總線系統(tǒng)的調(diào)整試運(yùn)行和故障查詢時(shí)，總線也能夠系統(tǒng)并逐步地進(jìn)行接通和斷開。此時(shí)，預(yù)制好的電纜對于簡化整個(gè)調(diào)試和查找是非常有意義的：當(dāng)儀器帶有的三通分配器既有信號輸入的電纜也有信號輸出的電纜時(shí)，用戶可以在現(xiàn)場打開包裝就地安裝。這種方便的電纜配置方式在M12 連接器中是最常見的。

                                                     
                                           圖2 從固定到柔性的安裝，這就是新一代Terminal Outlets連接器
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而以太網(wǎng)基礎(chǔ)的系統(tǒng)則不同，它們采用的是電纜最大長度為100m的點(diǎn)對點(diǎn)通信方式。這里，生產(chǎn)加工技術(shù)的自動化與辦公室的通信自動化有著明顯的區(qū)別。在辦公自動化中設(shè)備可以使用預(yù)制電纜，在生產(chǎn)自動化中設(shè)備則必須現(xiàn)場配置電纜。無論用戶使用的是安裝在墻壁上的插座，還是儀器與儀器件的電纜直接連接，所有的電纜都必須在生產(chǎn)現(xiàn)場就地制作。為此，Phoenix Contact公司提供了大量的成套組件供選用，其能夠提供各種合適的解決方案。對于銅質(zhì)導(dǎo)線的安裝，RJ45、第二代M12 Quickon型連接器，以及全新Terminal Outlets是非常合適的連接元器件（圖2）。它們采用了快速連接技術(shù)，使用戶能夠無需專用工具便可完成快速、經(jīng)濟(jì)和可靠的電氣連接（圖3）。其應(yīng)用范圍涵蓋了所有的以太網(wǎng)傳輸領(lǐng)域，從現(xiàn)場總線，例如Profinet現(xiàn)場總線和Ethernet/IP現(xiàn)場總線，直至千兆級的以太網(wǎng)。

                                      
            圖3 按入電纜芯、剪斷，且蓋好防護(hù)蓋：無論是RJ45還是M12連接器，它們都能夠?qū)崿F(xiàn)快速且可靠的安裝

能承受惡劣工況的現(xiàn)場總線

可以這樣說，所有可行的系統(tǒng)都可以使用LWL光纖電纜。根據(jù)距離的不同，LWL光纖電纜中使用的纖維種類也不同，例如Ob GOF、PCF或POF。同時(shí)，適用于不同電纜的連接器品種規(guī)格也是應(yīng)有盡有；并且，它們承受機(jī)械負(fù)載的能力也都大有提高。振動、抖動和不同的溫度，都可引起電纜徑向和軸向的光學(xué)位移。這些都要求插接連接器有著更高的光纖緩沖性能，而這將會帶來所傳遞的光功率下降，或者沒有光學(xué)信號傳輸?shù)目赡苄浴?br />
由Phoenix Contact公司研發(fā)生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)固的SCRJ連接器，能夠勝任在工業(yè)企業(yè)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中工作。其緊湊的結(jié)構(gòu)能夠毫無問題地集成到開關(guān)控制設(shè)備和儀器中，適用于各種光纖類型，可靠而迅速的開關(guān)方式使設(shè)備在生產(chǎn)現(xiàn)場的安裝使用更加簡單。例如，用POF光纖能夠在簡單的所謂“Cut- Tools”的幫助下完成在SCRJ連接器中的連接，無需長時(shí)間進(jìn)行拋光。另外，在調(diào)整試車和故障診斷時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化的SCRJ比應(yīng)用廣泛的SC連接器有著更好的兼容性。

超越一般電纜的界限

一般來講，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的電纜對機(jī)床和設(shè)備制造的靈活性沒有影響?，F(xiàn)場總線組織克服了一般電纜的界限，完成了全新創(chuàng)舉。例如，Profinet現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)了靈活的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)技術(shù)，完成了各個(gè)主動式現(xiàn)場總線儀器設(shè)備之間電纜連接的簡化。只需遵循簡單的規(guī)則就可以構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，無需復(fù)雜的設(shè)計(jì)計(jì)算。一條長度為100m的通道即可由預(yù)制電纜來連接，也可由非預(yù)制電纜來連接，或者按照任意的組合共同構(gòu)成一條通道。通信通道中的連接器是多種多樣的，簡化了現(xiàn)場總線設(shè)計(jì)模式，首先使用一個(gè)導(dǎo)線橫截面積比較大的電纜（美國線規(guī)AWG 22號粗細(xì)的電纜），與傳統(tǒng)的八芯雙絞線電纜相比較，這種新型的Profinet電纜采用了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的扭絞四芯電纜：內(nèi)部的四股絞線都扭絞在了一起。為了保障不受干擾，所有電纜都帶有屏蔽，并與Profinet現(xiàn)場總線定義的連接器保持最佳的性能匹配。