|
在工業(yè)應(yīng)用中會用到有各種各樣的連接器，他們將電纜上的電力、傳感器信號和控制數(shù)據(jù)通過其連接點(diǎn)送入和帶出自動化組件。重型連接器有時(shí)在連接器產(chǎn)品名稱中縮寫為 HDC，其組成取決于具體應(yīng)用...所以有時(shí)是相對的。這就是說，加固耐用型工業(yè)連接器與那些包含基本以太網(wǎng)和輕載電源的清潔室內(nèi)自動化應(yīng)用中使用的輕載 RJ 和 IEC 連接器之間有著明顯的區(qū)別。 重型連接器可以具有更強(qiáng)大的整體堅(jiān)固性，以及更強(qiáng)的侵入保護(hù)性能、更低的可燃性、很寬的工作溫度范圍、互鎖、接地屏蔽，或者僅僅是更可靠的連接和更牢固的連接。 重型電纜密封套與連接器 電纜密封套（有時(shí)也稱為壓線裝置）大多是機(jī)械部件。當(dāng)電纜穿過工業(yè)控制面板以及其他金屬板和硬塑料制成的外殼、連接器和控制器主體的邊界時(shí)，電纜密封套會環(huán)繞包裹電纜。電纜密封套有三個(gè)作用。具體作用如下： · 固定電纜 · 防止電纜刮擦和其他磨損 · 在電纜周圍形成密封，以防濕氣進(jìn)入和通過虹吸方式進(jìn)入外殼內(nèi)部 電纜密封套采用了具有以下功能的電纜固定方式：防止在電纜被拉扯或者受到其他干擾時(shí)電氣觸頭受損。電纜密封套還可以防止電纜護(hù)套與外殼上的尖銳孔緣發(fā)生摩擦，因?yàn)槊芊馓妆倔w會在這些邊緣填充并外擴(kuò)。如果沒有電纜密封套，即使是最輕微的移動，電纜也會被外殼上開孔的鋒利邊緣迅速切開，直至其外部絕緣層被完全鋸開...最后導(dǎo)致電纜芯線短路。 與這些電纜密封套（環(huán)繞電纜）相反，連接器用于端接電纜——通�？梢愿奖愕�?cái)嚅_和重新連接電纜，以及連接多個(gè)組件和電纜。一般情況下，這種連接器的重型版本包括一項(xiàng)或多項(xiàng)加固功能。 重型電纜連接器可以采用通用電纜密封套、電纜夾或密封和防扭器件來提供電纜入口保護(hù)。無論機(jī)械形式如何，這些器件都能固定電纜并防止其從端子上被拉出。電纜入口保護(hù)也能像獨(dú)立的電纜密封套那樣防止電纜受到磨損。請注意，片狀插件（有多個(gè)觸指的接頭）在中等加固型連接器上很常見，盡管插件需要定期重新擰緊來保證入口保護(hù)。對于重型應(yīng)用來說，密封套可以提供連續(xù)密封并夾持電纜，是一種更可靠的常見選擇。 一些重型電纜連接器上的保護(hù)罩會包圍插頭的導(dǎo)電體，同時(shí)提供絕緣和侵入保護(hù)——還有一些鎖定或閂鎖的套管或杠桿，以保持連接器的兩個(gè)部分組合在一起。 在許多重型電纜連接器上，公插件包括公插針以及導(dǎo)電線芯與插針接觸部分的螺釘或壓接端子。在此類連接器中，母頭插件包括互補(bǔ)式插口以及導(dǎo)電線芯與插口接觸部分的插座或壓接端子。 重型電纜連接器的堅(jiān)固外殼可能是其最顯眼的特征——通常包括絕緣和侵入保護(hù)功能。其配件可能包括額外的保護(hù)罩和針腳代碼指南。 
圖 1：Han® 系列連接器具有多個(gè)互補(bǔ)性功能，可以適應(yīng)相當(dāng)殘酷的環(huán)境條件。（圖片來源： Harting） 重型連接器侵入保護(hù)的 IP 代碼 對于重型連接器來說，針對液體和固體顆粒進(jìn)入的保護(hù)也是非常規(guī)范的。連接器的侵入保護(hù)是使用與外殼相同的侵入防護(hù) (IP) 代碼來評定的。IP 代碼的第一位數(shù)字表示針對固體的防護(hù)，數(shù)值范圍從 0（表示沒有保護(hù)）到 6——表示完全防塵。IP 代碼的第二位數(shù)字表示針對液體的防護(hù)，數(shù)值范圍從 0（無保護(hù)）到 8（在 1 米深處能夠連續(xù)防水）或者甚至 9K——表示針對高壓噴射流的防護(hù)。例如，IP67 級連接器可以抵御灰塵的侵入和暫時(shí)浸入水中。 專有連接器變型——為什么如此常見？ 由于重型連接器對機(jī)械閉合和密封功能的強(qiáng)烈依賴，目前市場上的許多選擇要么是專利設(shè)計(jì)，要么是特定應(yīng)用的連接器變型。例如，整個(gè)行業(yè)都將 Harting Hank 系列重型矩形連接器用于電源和控制連接。事實(shí)上，這個(gè)商標(biāo)的連接器品牌有時(shí)被認(rèn)為是一般重型連接器的代名詞。
圖 2：Han 系列連接器（有 4 個(gè)和 26 個(gè)針腳）在某種程度上已成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——滿足從 50V 到 5000V 和 3 A 到 200A 的各種數(shù)據(jù)和電源連接要求。其鎖定方式包括方便單手操作的單桿 Han-Easy 鎖，以及鎖定更可靠、緊密型更高的、用于電纜到電纜連接的雙桿 Han-Easy 鎖。然而，另一種加固選項(xiàng)是螺釘鎖定，這種鎖定方法可以獲得最大的緊密性、更小的人為解除鎖定風(fēng)險(xiǎn)。（圖片源： Harting） Han 系列連接器的針腳排列在一個(gè)矩形護(hù)罩內(nèi)，匹配矩形殼體內(nèi)的相應(yīng)插座。連接器通常配備有鎖定桿，讓安裝人員輕松、可靠地閉合連接器：——確保其無法被拉開...即使施加相當(dāng)大的作用力時(shí)也是如此。 護(hù)罩（螺栓連接的連接器外殼）在電力電纜端接中最常見，提供頂部進(jìn)入和側(cè)面進(jìn)入式配置。外殼可采用螺紋安裝、表面貼裝或穿板式安裝， 便于在儀表或機(jī)器上連接。另外，外殼也可以端接電纜，用于電纜之間的連接。護(hù)罩和外殼通常由壓鑄合金制造...但不銹鋼和塑料外殼也很常見。一些制造商提供了可配置的連接器，可以在外罩或外殼內(nèi)連接。這可以讓所有不同的模塊都有更大的引腳數(shù)。這種連接器如 Molex 的 GWconnect HDC 和 TE Connectivity HDC 品牌產(chǎn)品。 用于數(shù)據(jù)和傳感器信號電纜的加固型電纜連接器會略有不同。在這里，M 系列連接器遙遙領(lǐng)先。該系列連接器堅(jiān)固耐用，可用于電力傳輸和包括基于以太網(wǎng)的連接在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)連接。加固型 M 系列連接器在涉及 PROFINET、現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中最為常見，用于連接傳感器、交換機(jī)和 PLC。 正如 Digi-Key 以前的文章所述，M 系列連接器由圓形公頭和母頭連接器組成，采用標(biāo)準(zhǔn)的公制螺紋套管，包裹并保護(hù)內(nèi)部引腳和插座。標(biāo)準(zhǔn)尺寸包括 5 mm M5、8 mm M8、12 mm M12、16 mm M16 和 23 mm M23 連接器。螺紋套管使得連接非常牢固、可靠，不容易被拉開，并且保證了非�？煽康碾姎膺B接，最大限度地減少了信號的不連續(xù)性。該套管還使得 M 系列連接器實(shí)現(xiàn)了高水平侵入保護(hù)，在許多情況下，甚至可以在遭受沖刷和腐蝕的環(huán)境中使用。最常見的尺寸是 M8 和 M12 連接器，提供 2、3、4、5、8 或 12 針版本。通常，3 或 4 針 M 系列連接器用于傳感器和電源；4 或 8 針 M 系列連接器用于以太網(wǎng)和 PROFINET 設(shè)備；4 或 5 針 M 系列連接器用于現(xiàn)場總線、CAN 總線和 DeviceNet 自動化設(shè)備。
圖 3：M 系列連接器由高強(qiáng)度鋁制成，采用棘輪螺絲，可以單手速安全地連接電纜。（圖片來源：LEMO） 工業(yè)應(yīng)用中使用的數(shù)據(jù)連接包括以太網(wǎng)、ModbusTCP/IP、EtherCAT、以太網(wǎng)/IP 和 Profinet...以及各種專有形式。RJ 連接器是所有以太網(wǎng)實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)——但沒有侵入保護(hù)功能，也不具備特別堅(jiān)固的性能。雖然有一個(gè)公頭側(cè)塑料凸片卡在插口中，將連接器的兩部分固定在一起，但其相當(dāng)脆弱...甚至適度的拉扯下就能將插頭從插口上拔出來。所以，在自動化裝置受到運(yùn)動影響以及被偶然濫用的情況下，M 系列連接器是一個(gè)非常不錯(cuò)的選擇。 不過，有一點(diǎn)需要注意。雖然標(biāo)準(zhǔn)的 M 系列連接器是工業(yè)連接器的合適選擇，但要實(shí)現(xiàn)可靠的連接和規(guī)定的侵入保護(hù)等級，取決于技術(shù)人員是否正確地?cái)Q緊了連接器的螺紋。一些連接器供應(yīng)商甚至推出可以自動鎖定的推入式連接器來解決這一潛在的故障點(diǎn)。其中最成熟的產(chǎn)品也許是 Molex Brad 系列連接器，該產(chǎn)品可以直接替代標(biāo)準(zhǔn) M12 連接器。這種連接器產(chǎn)品取消了螺紋套管，取而代之的是可靠的按壓鎖定機(jī)構(gòu)...因此，只需將連接器的兩個(gè)部分按壓在一起，就能確保完美的鎖定和可靠的連接，徹底消除了無信號或信號斷續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)。這些連接器有各種配置，包括具有 IP65 防護(hù)等級的推入式和拔出式連接器。
圖 4：Ultra-Lock 連接器是一種帶有 O 圈的推入鎖定式選擇，可實(shí)現(xiàn)萬無一失的連接和 IP69K 侵入保護(hù)性能。（圖片來源：MOLEX） 當(dāng)用于以太網(wǎng)應(yīng)用時(shí)，M 系列和 Molex Brad 連接器還可以使用以太網(wǎng)供電 (PoE) 標(biāo)準(zhǔn)提供電源，且包括 A 型、B 型和 4PPoE 三種型號，以支持不斷變化的帶寬和供電水平。 可滿足高功率要求的 IEC 電源連接器 國際電工委員會 (IEC) 為民用、商用和工業(yè)應(yīng)用中的電源連接器定義了各種標(biāo)準(zhǔn)。例如，IEC 60320 標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了電壓和電流分別高達(dá) 250V 和 16A 的非鎖定式連接器。這類連接器包括大型非加固 C13/C14 連接器以及工業(yè)應(yīng)用中電子設(shè)備上常見的較大型 C19/C20 耦合器——包括計(jì)算機(jī)電源和服務(wù)器外殼。這類耦合器通常被認(rèn)為是非重型連接器。 相比之下，IEC 60309 鎖定式連接器已經(jīng)過加固——可用于傳輸電壓和電流分別高達(dá) 1000V 和 800A 的工業(yè)電纜。所有 IEC 60309 鎖定連接器都具有一定程度的入侵保護(hù)能力，標(biāo)準(zhǔn)配置可證明具有 IP44 防濺，IP67 防水或 IP66/67 防噴射、防水保護(hù)能力。 該標(biāo)準(zhǔn)還允許采用互鎖插座：只有在與插頭相配的情況下才允許連接器通電...且在切斷電源前，無法拔出插頭。以下顏色編碼表示連接器的允許電壓和頻率范圍。 · 黃色表示 IEC 60309 電源連接器適用于在 50 Hz 或 60 Hz 下傳輸 100 V 至 130 V 電壓。 · 藍(lán)色表示 IEC 60309 電源連接器適用于在 50 Hz 或 60 Hz 下承載 200 V 至 250 V 電壓。 · 紅色表示 IEC 60309 電源連接器適用于在 50 Hz 或 60 Hz 條件下傳輸 380 V 至 480 V 電壓...通常是三相配置。
圖 5：這種采用紅色編碼的重型連接器滿足 IEC 60309 標(biāo)準(zhǔn)要求，提供 380 V 至 480 V 電壓。（圖片來源：Wikimedia Commons） 結(jié)論 重型連接器必須滿足各種要求。連接器是否需要抵御沖擊負(fù)載的擠壓——或被拉開？是否需要防塵或防水的侵入防護(hù)？連接器需要耐受什么樣的溫度？重型連接器是否可以安裝在具有易燃性問題的環(huán)境中？ 針腳數(shù)量和每個(gè)針腳要承載的電壓和電流也必須加以考慮——還有電纜進(jìn)入的方向和電纜保護(hù)水平。在自動化機(jī)器上，如果電纜及其接頭需要移動，必須提供合適的接頭和電纜夾...且防扭裝置也是審慎的做法。 對于相對較輕但在惡劣環(huán)境下工作的電氣負(fù)載，M 系列連接器及其衍生產(chǎn)品通常是合適的選擇。對于較高電力負(fù)載，矩形連接器可能是更好的解決方案...特別是這類連接器可以通過不同的電纜入口方向、安裝選項(xiàng)和一般的模塊化構(gòu)件進(jìn)行配置，以滿足幾乎任何復(fù)雜的要求。而且，對于單相或三相 AC 電源的簡單電源連接，IEC 60309 鎖定式工業(yè)連接器是主要的選擇（如果不是唯一）。 來源：Digi-Key 作者：Jody Muelaner |
