中心議題：

• M12連接器配置非常簡(jiǎn)單
• 能承受惡劣工況的現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線系統(tǒng)和工業(yè)以太網(wǎng)兩種方式可供選擇。無(wú)論是工業(yè)以太網(wǎng)還是現(xiàn)場(chǎng)總線，最終對(duì)通信系統(tǒng)有決定作用的是，敷設(shè)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線組織也對(duì)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(duì)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(chǎng)總線組織對(duì)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(méi)有符合規(guī)定的電位平衡系統(tǒng)，或者沒(méi)有合理的EMV電磁兼容性連接，操作會(huì)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(chǎng)總線系統(tǒng)中，在信號(hào)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(lái)的信號(hào)。每一個(gè)收到信號(hào)的接收器都可以把信號(hào)通過(guò)并行電路傳遞給安裝在任意地點(diǎn)的信號(hào)接收器。發(fā)射的信號(hào)就是這樣向外傳遞，為了避免信號(hào)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(chǎng)總線系統(tǒng)要求采用的是線性拓?fù)浼夹g(shù)。 

                                 
          圖1 現(xiàn)場(chǎng)總線連接器利用一進(jìn)、一出兩個(gè)通道和可開(kāi)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(jiǎn)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(hào)反射。這樣，用戶在設(shè)備更換時(shí)只需更換一個(gè)開(kāi)關(guān)即可，無(wú)需再像以前那樣進(jìn)行費(fèi)時(shí)費(fèi)力的安裝。在現(xiàn)場(chǎng)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(kāi)。此時(shí)，預(yù)制好的電纜對(duì)于簡(jiǎn)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(hào)輸入的電纜也有信號(hào)輸出的電纜時(shí)，用戶可以在現(xiàn)場(chǎng)打開(kāi)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(jiàn)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(zhǎng)度為100m的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。這里，生產(chǎn)加工技術(shù)的自動(dòng)化與辦公室的通信自動(dòng)化有著明顯的區(qū)別。在辦公自動(dòng)化中設(shè)備可以使用預(yù)制電纜，在生產(chǎn)自動(dòng)化中設(shè)備則必須現(xiàn)場(chǎng)配置電纜。無(wú)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(chǎng)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(duì)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(wú)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(chǎng)總線，例如Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線和Ethernet/IP現(xiàn)場(chǎng)總線，直至千兆級(jí)的以太網(wǎng)。

                                      
            圖3 按入電纜芯、剪斷，且蓋好防護(hù)蓋：無(wú)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(chǎng)總線

可以這樣說(shuō)，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(dòng)、抖動(dòng)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(huì)帶來(lái)所傳遞的光功率下降，或者沒(méi)有光學(xué)信號(hào)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(wú)問(wèn)題地集成到開(kāi)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(kāi)關(guān)方式使設(shè)備在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的安裝使用更加簡(jiǎn)單。例如，用POF光纖能夠在簡(jiǎn)單的所謂“Cut- Tools”的幫助下完成在SCRJ連接器中的連接，無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行拋光。另外，在調(diào)整試車(chē)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(lái)講，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的電纜對(duì)機(jī)床和設(shè)備制造的靈活性沒(méi)有影響。現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(dòng)式現(xiàn)場(chǎng)總線儀器設(shè)備之間電纜連接的簡(jiǎn)化。只需遵循簡(jiǎn)單的規(guī)則就可以構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需復(fù)雜的設(shè)計(jì)計(jì)算。一條長(zhǎng)度為100m的通道即可由預(yù)制電纜來(lái)連接，也可由非預(yù)制電纜來(lái)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(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)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(guó)線規(guī)AWG 22號(hào)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(chǎng)總線定義的連接器保持最佳的性能匹配。