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硬核科普 | 为什么连接器是工业4.0的推动者

硬核科普 | 为什么连接器是工业4.0的推动者 千金快线
2023-03-01
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来源:线束世界

编辑:千金电子



工业 4.0、工业物联网、IIoT、智能工厂,这些词语离我们越来越近,它们不仅限于流行语,更是改变制造业的新一代定义趋势。


工业自动化是未来发展的方向,那么连接器在实现工业自动化方面,占据着不可或缺的的一部分。那么问题来了:就这个小小的组件,为何能在整个制造业的革新中发挥如此巨大的作用?那是因为连接器,它不仅仅是工业 4.0 中的一个小小的组件,更是实现众多产品潜力的基本构件。


首先,什么是工业4.0?


“工业 4.0”一词,赋予了企业希望:高速运转的运营效率、总体生产的透明度、预测性维护模型的实施等等。然而,这些承诺总是作为结果呈现,却没有具体动作或描述应该如何去实现它。


2016年,电气和电子工程师协会 (IEEE)为工业4.0定义了四个关键主题:

1.机器、设备、人和传感器相互通信的能力。

2.信息透明。操作员能够访问和利用在制造过程的所有部分收集的信息,以确定可以提高效率的地方。

3.技术协助:技术协助人们做出决策或执行不安全任务的能力。

4.分散决策:网络物理系统自主执行任务并自行做出决策的能力。


互连:以太网连接可实现

从传感器到云端的无缝通信

工业4.0基本适用于所有设备、传感器和机器,关键的一个方面是它们之间的通信。工业 4.0允许使用所有数据来构建系统或机器的完整画面。


以前,数据对于“即时”功能非常重要。从某种意义上说,使用不同数据协议的设备不会说同一种语言。翻译和收集数据有很高的成本,更别说储存数据。因此,数据存在于孤岛之中。


在不干扰本地服务器和进程的情况下,可以存储并处理大批量数据,继而而改变了游戏规则。用可以承受的价格将数据保存在专用服务器上,让公司可以真正保留并方便使用机器生成的数据。

T1 Industrial 是 SPE 的标准配合面,可以通过两条电线传输以太网


公司因此开始重新考虑他们自己的工业网络。旧的串行总线协议开始逐步流行,在云网络中广泛使用的以太网取而代之。为什么这样做?是因为串行总线协议最终需要转换为以太网。除此之外,要想正确实施和支持,需要多年的经验和培训。前些年,以太网连接器已经从四线变成八线,以太网连接器的小型化版本也发展为单对以太网 (SPE),它通过两条双绞线传输以太网,从而降低了重量和铜成本。


更小的连接器可在不增加

设备尺寸的情况下实现信息透明

为了适用于手机和其他消费电子产品,设备变得越来越小。因此,设备内部的组件往往要限制设备的尺寸。无线耳塞的更加普及,越来越多的厂商也追求手机的纤薄程度,因此,许多手机已经取消了3.5毫米耳机插孔。


在工业4.0网络中,每台设备都需要提供更多功能、生成更多数据并连接到运营中心。这意味着设备上的组件数量肯定会增加,所以组件必须变得更小。因此,对混合连接器和更小连接器的需求也正在持续增加。


PushPull 连接器使用内部锁定机制,有助于减少连接器所需的空间


然而为了减小连接器尺寸,工业连接器制造商的方法各不相同,有的可能要移除内部锁定机构或推片的闩锁、轮廓外形减小、连接点之间所需的空间减少等等。所有这些方法,都可以让设备设计人员在增加功能的同时,减小相应的尺寸。


技术援助:连接器使协作机器人

能够与人类一起工作

曾经,协作机器人只是是科幻小说中的东西。虽然可以用于家庭中的机器人管家还需要几年的时间,但制造工厂的工人可能发现自己或许会与小型协作机器一同起工作。


过去的机器人总是固定在原地,现在,协作机器人的设计进行了多方面考虑,无论是在执行的任务还是在生产车间的位置上,他们都灵活了很多。而正是连接器让机器人实现快速移动,不再需要依赖工人去完成某些事项。


去中心化决策:连接器

使去中心化系统成为可能

现在设计生产车间的时候,已经将分散式系统作为首选结构。在传统集中式系统中,所有机器和设备都要连接到同一个控制面板和房间。通过允许在应用程序站点(或边缘)进行决策,对比来看,分散式系统的效率要高很多。系统可以通过识别控件是否放在应用程序附近,进行独立运行。这一点对灵活性来说非常重要。


更改集中式系统是非常费时费力费钱的,因为所有连接和电缆都要拉出来,把线重新布到新位置。同样,更改集中式系统时,也需要进行故障检测,防止新流程干扰旧流程。然而分散式系统可以彼此独立运行,所以更改轻松,也不会危及系统的其他部分。


如今的生产车间,改变布局或者更换机器部件已经是一件非常常见的做法了。连接器使工人不需要专门工具就可以快捷地完成这些调整,从而避免停机带来的高昂代价。模块化连接器是最高效的连接器,它可以将多个连接点组合到同一个外壳中。

Han -Modular Domino是更高级别的模块化。用户可以使用相关程序所需的特定互连来定制模块



连通性已经成为工业4.0的一个至关重要的领域,在现代制造设备中,如果使用设计精良的连接器,可节省空间并采用模块化设计,从而帮助制造商在使用可靠、经过时间考验的技术的同时,实现工业4.0的承诺。


END


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