工业应用选择信号连接的关键因素和变量

工业应用中确定信号连接器的关键因素包括：成本、环境、振动、连接器密度、信号完整性、安装方法和安全要求等。

工业和半工业环境中信号传输在什么位置？到处都是。传感器、驱动器、开关、阀门和摄像机等设备都需要信号连接来执行控制和监视过程。随着智能设备越来越多地被添加到工厂生产中，安全可靠的连接变得更加重要。今天的各种设备必须处理各种各样的功能，并确保更有效率、更可靠和更安全地运行。

在选择合适的信号连接技术时，设计工程师和设备制造商需要考虑许多因素。关键因素包括：成本、环境、振动、连接器密度、信号完整性、安装方法和安全要求等。

连接器成本，虽然是一个重要的因素，往往由于相对比较便宜通常并没有评估，但它应该也要评估。工程师和采购商一直希望有符合成本的连接器，并要求性能良好，满足应用需求。然而，考虑整个过程也很重要，从采购和制造到现场安装和维护都是如此。长时间安装和故障排除过程所需的劳动力和设备停机成本，例如，识别和解决信号丢失，与连接器组件价格相比成本可能会迅速增加。在选择为提高效率而设计的连接技术时，节省安装过程和长期稳定正常运行能使应用成本最低。

连接器制造的总体趋势是减少尺寸和增加引脚数量，这使连接器制造商想方设法提供高密度产品。信号终端通常需要在受限的空间中运行，因此连接器密度和信号布线与电源或数据线的结合变得越来越重要。选择将功能与模块化设计相结合的连接器在节省空间上优势巨大。

图1：菲尼克斯的HEAVYCON模块连接器，单个外壳中提供多功能连接，节省空间。

信号连接周围的环境往往影响信号的可靠性。这些因素包括：污垢、水分、油类、化学品、高温和低温以及紫外线和臭氧等，在选择材料和密封能力上都要着重考虑。此外，附近的驱动器、电机和其他产生噪声设备发出的电磁干扰(EMI)也要考虑，如果没有适当的屏蔽，可能会导致信号丢失或信号传输不可靠。使用连接器和电缆，提供从端到端的信号屏蔽，将消除电磁干扰和保证信号的完整性。

工业应用中的许多连接是处于机械冲击和振动中，这种对连接器触点、线头或PCB焊点的冲击会导致信号丢失。在选择用于高强度振动应用的连接时，需要检验抗振动结构元件的连接器设计，例如：锁紧螺纹或机械闩、径向O形环、安装法兰、固定螺钉和弹簧技术等。

每个应用都需要可靠的连接，信号完整性可能会被沿线的任何断点所破坏。除了导线端到触头外，触点材料的质量是影响性能最重要的因素。在评估接触设计时，应确定镀金的使用。金是一种贵金属，具有良好的电性能，不受腐蚀的影响。防止接触腐蚀和具有较高的配合接触力是工业应用中使用镀金的两个关键原因。

快速连接对于设备安装也是必要的，特别是当作业需要大量连接时。最短的安装时间可以降低总成本。连接通常位于不便操作的区域或光线不好的地方，手指疲劳和错误扣接会影响快速安装的成功。通过在PCB板端设计快速连接的装置，如弹簧笼或绝缘位移触点(IDCS)，可以防止其中的一些问题。在现场，这些装置提供了快速插头连接，包括半转技术或推挽连接。当设备连接需要现场布线时，使用带有外接、IDC或弹簧连接，可节省大量的时间。因为这些技术能够在更短的时间内实现更多的连接。研究证明，一些IDC连接器可以节省60%的安装时间，相对传统螺丝接头，弹簧接触连接器可以节省80%的时间。

图2：即插即用连接在设备安装过程中节省了时间.

消除潜在的连接错误是最终用户和现场技术人员关注的主要问题，但是设备制造商和工程师可以在设计阶段就可以防止潜在的错误连接因素出现。当一个设备中使用相同空间的多个连接器时，连接器键控可以消除混乱，并有效防止用户将错误的连接器插入错误的插座中。例如，在典型的信号连接方案中，工程师可以选择具有键控变化的圆形连接器，包括：A、B、C、D、S、T、X或Y。终端模块连接器也可以按几种不同的模式键控，以确保只有正确的插头才能与适当的插座匹配。

标记和颜色编码也可以减少错误匹配。技术人员在现场所犯的最常见的错误是误接，不正确的线路端子和不正确的端子分配可能会延迟系统的调试和设备的启动。在所有线路连接点上使用彩色编码或其他指示性标记可以消除混乱，并减少在现场进行故障排除所花费的时间。

在为工业应用选择信号连接时，必须评估影响性能的许多变量，包括：成本、环境、振动、连接器密度、信号完整性、安装方法和安全要求。高质量的工业连接器将有助于确保终端设备符合国际标准，并提供安全、持久的性能。