以太网连接性－适合工业应用

以太网是工业自动化技术的驱动力，它已成为创新的代名词。如“垂直整合”，“网络融合”，“基于PC的控制”或“关于各个领域的设备的主页”等等，这些标语都讨论了各个产品的特点。它的背后是办公室环境下的成功技术，并将这种想法进行开发，使其同样适用于工业领域。这种创新一方面的驱动力是成本，另一方面是其他的要求，制造业要进入全球网络所面临的压力。

　　然而，网络融合并不会自动导致各种环境条件的集中汇聚！汇聚不应该是一种片面的进程，而是应该反映工业自动化的需求。只有从新技术中才可能获得经济利益，如果它在技术上采用适当的解决方案。

　　在工业环境中，大多数的新发展都是建立在100 BaseT的基础上，换句话说就是快速的以太网。快速以太网的布线需要建立在CAT5安装的基础上，要符合DIN EN50 173的规定。它是由RJ-45接口来识别的。电缆包含4芯的带有光学屏蔽的对线。快速以太网需要两对。 UTP和STP电缆之间存在着明显的区别，这主要取决于电缆是没有屏蔽还是有一个完整的屏蔽。办公室内一般装有所谓的星型布线：一个单独的电缆，从中央楼层的配电板中伸出，连接到每张办公桌。该布线系统非常适合写字楼。

Applicability to industrial conditions

　　但是，如果你将办公室的环境与工业环境相比较，办公网络的弱点可以迅速显现：星型配置是一个完整的不带启动器的现场布线。现场总线系统如AS接口，都是建立在线性配置的基础上。它所存在的一些问题，如机械稳定性，以及EMC保护，便于处理和组装等，会生成更多的问题。以太网的想法仍然是好的，但是在恶劣的工业环境中，如果不关注所涉及的特殊要求几乎不可能成功。

Making Ethernet fit for industry

　　使用在工业连接领域的专业知识并根据其实际经验，HARTING公司已产生了一种行业规范，证明网络与现场总线系统行之有效的解决方案是密切一致的。

　　保持现代化，将世界各地的网络连接在一起，这些都是具有兼容性的。只有当不受约束的数据交换得到保证，我们的社会通信功能才能顺利运转。如果必需要保持持续的沟通，那么就必须不打破连接器接口。毫无疑问，今天的RJ-45是通信标准。除了他之外，没有其他的方式。认识到这一点，是HARTING公司开发新的工业以太网连接器系统的动力。

　　如果RJ-45不被视为连接器，而是仅仅作为一个简单的几何界面使用，那么这就给我们开辟了一个机会。HARTING已或多或少彻底改变了RJ-45。开发新产品系列的目的是为了充分满足100兆快速以太网的工业应用的要求，与此同时通过非常简单的终端技术将以太网带入到现场领域。

　　与办公室相比，在IP67环境下的分散式外围设备需要混合布线，以便向24伏的执行器进行电源供应，也就是说将其连接到信号线，同时还必须要维持电力传输。

　　这种混合网络接口解决方案，可以使以太网和电源供应妥善分离，被安置在一个连接器中，从而大大降低了安装成本。两个锁定机制已发展为不同类型的应用和位置。 RJ-45的标准锁定机制符合IEC60603-7规范，被设计应用在工业环境中，其最大的张力为50N。HARTING为外壳之外的地方，提供了一个额外的4点闭锁。 IP67类型实现了Han�3A锁定杆，众所周知，这是一个行业标准。在这个产品系列中的数据连接的模块化结构，允许在IP 20和混合和非混合IP67连接器中使用相同的插入件。

　　数据模块具有四个HARAX快速连接接触点，他可以为灵活的，工业的CAT 5电缆（AWG22 - 24）以及线规22 – 23的大量电缆提供气密连接。在混合版本中的四个触点可承载高达16安培的负载，具有相同的快速连接设计，允许连接直径为1.5 mm�的软线。

　　快速连接设计的一致性，还表现在电缆连接器的工业屏蔽不需要通常采用的将电缆编织层压接到屏蔽上。只需要对两层屏蔽进行简单的开槽，同时再加上听得见的敲击就可以达到360�屏蔽。连接器的设备端可以设计为面板直通型或直接应用在设备上。RJ-45数据连接器一贯使用SMD连接技术，而混合触点也确保了设备侧的低制造成本。

Quick connection technology minimises installation costs

　　以太网在经济合理性方面具有巨大的潜力。这种做法只有在通信和安装的利益共生的情况下，才能取得成功。目光短浅的将办公解决方案转化为机械方案将导致用户需要承担相当大的安装成本。工业连接器，不管它是一个电源连接器还是一个通信连接器都要进行组装。这就是为什么HARTING公司依靠快速连接技术，可以在不需要使用特殊工具的情况下进行现场组装，在工业应用中，这本身就已经证明了其优越性。

　　组装一个混合电缆只需要几个简单的步骤，描述如下：

• 剥离电缆包皮层，将数据线放置在插接元件中

• 按压插接元件和插入件

• 采用插入件对齐和锁定屏蔽，然后连接电缆屏蔽

• 插入电源线，并将 导向袋仪器按压到终端中

• 采用插入件将外壳锁住

　　现场的操作工人开展这项工作，只需要不到两分钟就可以完成，并且不需要使用任何专用工具，简单的数据版本可以在一分钟内就完成连接。

　　IP20版本的数据线可以安装在21毫米的区间内，这样可以保证设备侧的最大组装密度。对于混合IP67版本来说，于行业标准外壳Han 3A相比，我们已经成功地将拟合长度减少了30％以上。通过扩大爬电距离，HARTING 开发出了一种连接器，他可以与RJ45相兼容，即使在工业环境下，也可以满足IEEE 802.3 AF 中所需要的绝缘协调要求。这样的修改，可以允许电源过度，也就是数据接口可以通过48伏的电源。

Compatibility requires standards

　　十年之后我们还会争论到现场总线的问题，只能通过市场的力量来寻求解决方案。现在所使用的总线系统的数量仍然有限。但是，不管是在协议还是在传输技术方面，我们仍然没有发现一个通用的标准。每个现场总线组织一直奉行其自己的标准化进程。这就导致了目前使用的都是不同类型的连接器，特别是在那些带有很多IP67设备的分散型系统，这说明目前仍然存在着障碍，我们只能在承担损耗的情况下克服这些障碍。这样做的结果之一就是分散型IP67设备的额低分布性。没有控制柜的自动化系统现在还没有流行使用。

　　HARTING 公司已经为自身设定了一个目标，那就是从工业环境下的以太网刚开始时就要设定一套广泛的标准，提供一套一致的连接器解决方案。在PNO（PROFIBUS用户组织），IAONA（工业自动化开放网络联盟），DKE（德国电工委员会），以及IEC（国际电工委员会）的工作努力下，有可能建立一个广泛的基础，以防止现场总线已经发生的这类事件继续扩散。例如，在今年年初， PNO决定使用HARTING公司的解决方案作为PROFINET的统一设计。此外，按照HARTING公司的方法，已经提出一个国际标准，这是一个开放的解决方案，而不是一个专有系统。

From connector to an Ethernet system component

　　该连接器能够满足其将电缆开始和结束端进行电气连接的经典功能。然而，HARTING公司已经将这一经典的连接功能更进了一步。毕竟，要实现不同的网络配置，并且要建立从IP20到IP67的过渡。有了InduNet， HARTING公司的系统自动化网络互连，进入以太网时代还是比较容易。用户可以采用完全灵活的方式进行任何类型的网络连接：按照应用程序的指导进行安装。

THE SIEMENS VIEWPOINT: Industrial Ethernet more relevant than ever

　　如果80年代是个人电脑的十年，那么90年代就是本地网络的十年。新的基于模块化的自动化概念，伴随着越来越多的经济合理化，行业中需要先进的网络解决方案，并且在可靠性和强度方面具有特殊要求。

　　自1985年以来，在西门子，在工业通信中工业以太网有一个明确的作用。此后它证明了其本身作为一个可靠的网络，可以传输制造工厂中的控制装置，个人电脑，工作站等之间的大量数据。今天，以太网在一些地方都属于头号的网络，占有工业网络（LAN）80％的份额。

　　工业以太网背后的基本想法是利用现有的以太网标准，并添加必要的，有益的详细信息以便于工业通信。这样，所创造的产品就能够适用于当今在制造和工艺环境中所存在的特殊条件。这些都是与现有的以太网产品完全兼容的，但是关于其允许的温度范围，施工机械和EMC稳定性方面，例如，他们可以满足更高的工业环境要求。经过特殊设计的元件，可以应用于恶劣的环境——从特殊的、耐用的电子产品，带有最佳的屏蔽的双绞线电缆开始一直到稳健设计的连接器 ——这些都允许构建安全的网络连接，即使在干扰水平高的建筑物内。

　　因此，这也难怪控制消息被逐一的分散开来，工业以太网不仅是IT世界的基础，而且也把越来越多的IT功能带到现场。这是因为工业环境中越来越被智能现场设备所主导，这些设备具有广泛的数据交换量。例如，小型的工业交换机模块按照现场总线系统所需，允许进行线性的网络建设，具有相应的高数据吞吐量。

　　随着这些事态发展的步伐，在未来的几年中，工业以太网将保持高度的相关性，它会导致自动化领域出现积极的，客户友好化的变化。

　　从西门子电气精益开关允许强大的双绞线直接连接，使用快速连接技术，这既节省了时间又节省了金钱。