什么是工业4.0？连接器在IIoT、智能工厂的作用

工业 4.0、工业物联网、IIoT、智能工厂。这些不仅仅是流行语；它们是改变制造业的一代定义趋势。

连接器在实现工业自动化的未来方面发挥着重要作用。这就提出了一个问题：单个组件如何在革新整个制造过程中发挥如此巨大的作用？连接器不仅仅是工业 4.0 中的一个组件，还是实现其潜力的基本构件。

 

 

首先，什么是工业4.0？

 

 

“工业 4.0”一词充满了希望：无与伦比的运营效率、总体生产透明度、预测性维护模型的实施等等。然而，这些承诺通常作为结果呈现，而没有具体描述如何实现它。

工业 4.0 是指植入制造过程的特定技术。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：

机器、设备、人和传感器相互通信的能力。

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。

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。

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 适用于所有设备、传感器和机器，其中一个关键方面是它们之间的通信。机器已经使用数据几十年了；但是，数据被锁定在单个机器或设备级别。数据未被收集、整理或用于决策。工业 4.0 颠覆了这种众所周知的做法，并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”功能很重要。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。翻译和收集数据的成本很高，而存储数据更是一项挑战。因此，数据存在于孤岛中。

云在不干扰本地服务器和进程的情况下，可以存储和处理大量数据，从而改变了游戏规则。以可承受的价格将数据保存在专用服务器中的能力使公司可以实际保留和使用其机器生成的数据。

因此，公司开始重新考虑他们的工业网络。旧的串行总线协议开始流行，取而代之的是已经在云网络中广泛使用的以太网。这样做的原因是串行总线协议最终需要转换为以太网。此外，他们高度专业化，需要多年的经验和培训才能正确实施和支持。在过去的几年中，以太网连接器已经从四线到八线以太网连接器的小型化版本发展为单对以太网 (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。对于工业网络上的每个设备，SPE 都是经济上可行的选择。

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

设备变得越来越小。这适用于手机和其他消费电子产品，也适用于人们在机器上为机器人编程时使用的人机界面 (HMI)。设备内部的组件通常会限制设备的尺寸。例如，许多手机取消了 3.5 毫米耳机插孔，因为除了无线耳塞的普及之外，这个连接点是限制手机纤薄程度的一个因素。

在工业 4.0 网络中，每台设备都需要生成数据、提供更多功能并连接到运营中心。这意味着越来越小的设备上的组件数量正在增加。因此，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增加了。

工业连接器制造商减小连接器尺寸的方法各不相同，但可能包括移除内部锁定机构或推片的闩锁、减小连接器的整体轮廓、减少连接点之间所需的空间，或者将磁性等功能直接组合到连接器中。所有这些设计选择都可以让设备设计人员完成看似不可能的事情——在增加功能的同时减小尺寸。

技术援助：连接器使协作机器人

能够与人类一起工作

协作机器人或协作机器人曾经是科幻小说中的事物。虽然有用的家庭机器人管家还需要几年时间，但制造工厂的工人可能会发现自己与小型协作机器人一起工作。

过去，机器人往往固定在原地。硬连线机器人而不是使用连接器适用于机器人在其生命周期内重复执行相同功能的某些应用。现在，协作机器人的设计考虑到了灵活性，无论是在它们执行的任务上还是在它们在生产车间的位置上。连接器让机器人可以快速移动，而不需要依赖熟练工人。

去中心化决策：连接器

使去中心化系统成为可能

在设计生产车间时，分散式系统已成为首选结构。这些系统与旧的集中式系统形成对比，在旧式集中式系统中，所有机器和设备都连接到一个控制面板和一个房间。通过允许在应用程序站点（或边缘）进行决策，分散式系统的效率要高得多。通过将控件放在应用程序附近，系统的各个部分可以独立运行。当需要灵活性时，这一点非常重要。

更改集中式系统既费时又昂贵，因为所有连接和电缆都必须拉出并重新布线到新位置。同样，更改集中式系统通常需要进行故障排除，以确保新流程不会干扰旧流程。分散式系统彼此独立运行，因此可以轻松进行更改，而不会危及系统的其余部分。

在去中心化系统中，硬连线不是一个可行的选择。在现代生产车间，改变布局甚至更换机器的部件是一种常见的做法。连接器使工人无需专门工具即可轻松快速地完成这些调整，从而避免代价高昂的停机时间。最高效的连接器是模块化连接器，它允许将多个连接点组合到一个外壳中。下一级连接器模块化允许定制模块本身，确保尽可能高效地使用所有空间。

连通性是工业 4.0 的一个关键领域，在设计现代制造设备中使用的机器、设备或传感器时，连接器不再是可选的。设计精良的连接器可节省空间并采用模块化设计，可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。

编辑：黄飞