现代制造商致力于简化生产线的运营，并最大限度地减少代价高昂的停机时间，工程师们正在寻找方法来提高产品质量和性能、解决安全和通信协议问题，以及优化空间有限的装配线中的设计空间占用。本文将为您介绍解决工业自动化连接问题的单对以太网（SPE）技术，以及Molex（莫仕）所推出的相关解决方案与产品特性。
单对以太网技术突破电缆和连接器技术的物理空间局限
随着工业4.0或工业物联网（IIoT）的发展，智能互连设备的益处已经得到了证明。不过，为了充分发挥工业元宇宙的优势，全面实现传感器到云端以太网无缝连接的愿景，必须攻克严峻的基础设施挑战，而单对以太网技术（SPE）正在呈上解决方案。
基于TCP/IP的以太网技术通常用于连接云端、ERP、MES、生产单元和机器层面控制。然而，在这些系统的传感器和驱动器层面上（位于生态系统的边缘），许多设备仍然谨慎地连接至另一个现场总线，然后通过桥接或网关在以太网上传输。因此，终端用户需要额外的编程和硬件来支持这些现场总线，从而产生了额外的成本，在某些情况下，这是实现智能技术的实际障碍。出于这一原因，我们可以合理地说，工业元宇宙和工业物联网存在“最后一米”问题。
为了帮助解决这些问题，SPE工业合作伙伴网络于2019年成立。此联盟的使命是将全行业汇于一项新的网络标准旗帜下，如今成员企业公司超过50家，是名副其实的电缆和连接器供应商名人堂。
SPE是指“单对以太网”，顾名思义，其核心创新在于减少布线，只用一条双绞线代替两条或四条电缆。显然，这种布线的优势在于显著减小电缆的重量和直径，让电缆变得特别灵活且容易布线。
但SPE也解决了工业网络的其他主要痛点：带宽、功率和覆盖范围。该技术支持高达1Gbps的传输速度，电缆长度可达40米，单根电缆的数据线供电（PoDL）功率最高可达50W，相比旧有技术，能在更少的线路上传输更多的数据和电力。
更胜一筹的是，SPE支持电缆在1,000米长度内以10 Mbps的速度传输，这一长度比工业以太网长十倍。更重要的是，与插座关联的电子设备已经接受过尺寸优化，让SPE端口更容易挤入狭窄空间。以更少的线数支持PoDL有助于连接器小型化，从而解决了以太网网络搭载传感器的主要障碍之一，过往电缆和连接器技术存在的物理空间局限。
实现高速数据速率传输与数据线供电的T1 SPE连接器系统
到目前为止，要实现高速数据速率传输，需要使用两组双线来实现快速以太网（100 MB），或使用四组双线实现千兆位以太网。Molex的T1 SPE连接器系统和电缆组件只需使用两根线即可实现以太网数据传输，同时还能通过数据线供电（PoDL）为端子供电，功率可达50W。
制造商越发依靠物联网（IoT）和工业物联网（IioT）来运行其生产设施。为了充分利用IIoT的优势，采用一种具有成本效益并且可靠的方法将传感器／驱动器从现场集成到云端是非常重要的。因此，需要一种持续且面向未来的网络理念。Molex的T1 SPE连接器系统和电缆组件可以通过基于IP的端到端通信实现设备、传感器、驱动器技术等的无障碍连接。
随着工厂车间中的智能设备使用量的增加，IIoT所需的传感器和其他设备的尺寸缩小，布线和接口也必须缩小。此外，工业环境中智能设备和传感器的激增意味着电缆管理变得更加困难。Molex的T1 SPE电缆组件仅使用1根线规最小可达26 AWG（T1 SPE IP20）和22 AWG（M12 T1 SPE IP65/67）的双绞线。客户将能够更加轻松地安放Molex的这些小型灵活T1 SPE电缆组件，并且由于所需的铜更少，因此重量更轻、成本更低。
Molex的T1 SPE连接器系统和电缆组件支持2个电路数与4.0A的电流密度，拥有更快的数据传输速度，单对以太网设置只需使用两根线即可实现以太网数据传输，同时还能通过PoDL为端子供电，功率可达50W。将以太网接口与简单的传感器、摄像头、读取/ID设备或类似设备相集成的能力，使得集成工业和IIoT的实施成为可能。
T1 SPE是采用基于TCP/IP的端到端通信，标准化T1 SPE连接可在现场实现智能技术，并简化参数设置、初始化和编程。因此，设备的安装、操作和维护变得更加高效且更具成本效益。T1 SPE并提供预组装的电缆组件，通过即插即用连接缩短实施时间，无需采购电缆组件或者对工具进行投资，且无需进行电缆测试。
T1 SPE电缆组件仅使用1根规格最小可达26 AWG和22 AWG的双绞线，有助于实现微型化，使客户能够更加轻松地安排小型灵活电缆组件的布线，它们的重量更轻、成本也更低。T1 SPE电缆组件带两个触点外加屏蔽的通孔插孔，支持易于实施的线对板连接，其屏蔽可确保出色的信号完整性。
T1 SPE是不含卤素、耐油、阻燃成品电缆组件，可承受恶劣的工业环境，其基于TCP/IP的端到端通信，允许设备和传感器／驱动器技术的无障碍连接。T1 SPE是IP20级别的插头、插孔和电缆组件，提供对12.00毫米以下物体的防护，并且可以防止接触。
坚固耐用、结构紧凑的Micro-ChangeM12密封式连接器
Molex还推出了Micro-Change M12连接器，Micro-Change行业标准连接器是坚固耐用、结构紧凑的密封式连接器，适用于工业控制应用中的传感器／驱动器连接。
Micro-Change M12连接器采用螺纹锁定方式，支持IP67的NEME等级，符合根据IEC标准打造的行业标准。Micro-Change连接器采用了可耐受恶劣工业和气候环境的卓越品质，可确保自动化设备中的控制组件实现非常可靠的连接。该优质连接器可简单而快速地更换传感器、编码器、开关以及工业机器中的其他输入和输出设备。
全面的Micro-Change产品包含2、5、8和12孔IEC标准配置，采用单键槽和双键槽设计（带直式和90°插头），可提供完整的连接解决方案。Molex通过引入严苛工作负载插座，扩展了M12连接器的适用性，使其能够应对更恶劣的环境挑战。Brad Micro-Change M12严苛工作负载插座可在高振动系统中提供具备卓越EMI/RFI屏蔽性能的密封连接，因此非常适合石化、2类商用车辆应用。
Micro-Change产品是一种支持严苛工作的负载插座，采用重型压铸结构和IEC 61076-2-101标准设计，结实耐用的外壳可提供卓越的电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI）防护，且符合CE工业要求，其采用防水面板安装设计，使外壳符合NEMA 6P及IP67防护等级。
Micro-Change产品具有防振特性，可防止耦合松开，即使在极端的振动情况下亦可保持稳固，其采用金覆钯／镍电镀设计，可提供更持久、出色的电气接触性能。M12设计符合IEC规范，行业标准接口可兼容多种传感器及开关，并提供完整的LED机器照明灯解决方案，机器照明灯套件包括LED灯、安装托架以及M12电线组件和连接器，并通过将整个照明系统减缩成单个订单号，来简化订购过程，其额定电压为250V AC/DC，电流高达4.0A，是2类电源和网络电路应用的理想之选。
满足小型化需求的Brad M12电源L编码连接器系统
工业4.0的发展需要更好的连接，以便能够支持更多连接／节点并提供更大电力。工厂车间以太网是未来的发展趋势（即数字化制造），随着制造工厂的电力要求越来越高，空间却越来越小。Molex推出的Brad M12电源L编码连接器系统为新型标准设备连接提供了基础，节省了空间，紧跟推动着工业4.0发展的小型化趋势。
Brad M12电源L编码连接器系统符合PROFIBUS标准和PROFINET系统专用的PROFINET国际（PI）标准，可提供工业4.0电力推进设备所需的电力，而且外形紧凑，性能可靠。Molex制造的防焊渣和耐油（WSOR）电缆可在恶劣环境中为电线组件和布线系统提供保护。
Brad M12电源L编码连接器系统支持两种选项，包括支持63V 16.0A，其M12 尺寸为2.50平方毫米，以及支持63V 12.0A，M12尺寸为1.50平方毫米。Brad M12电源L编码连接器符合新的PROFINET应用标准，包括IEC 61076-2-111标准，并通过PNO认证／验收，是完全适配竞争对手的M12电源L编码产品。
Brad M12电源L编码连接器系统借助Molex精确的生产流程，预装配流程减少了布线和装配错误，节省了宝贵的时间，其Flamar WSOR电缆可进一步保护整个电线组件和布线系统，即使是在最恶劣的环境中也不例外。Brad M12电源L编码连接器提供IP67防护等级的密封接口，可承受苛刻和潮湿的工业环境条件，包括防尘连接器，可短时间浸入深达1米的水中。L编码插配接口可防止错误插配其他用于输入、输出、信号或工业网络连接的M12连接器。
Brad M12电源L编码连接器系统支持63V AC/DC，每个引脚的电流高达16.0A，所提供的电力是标准M12连接器的4倍，允许更长安装距离，并减少了2.50平方毫米粗电线导致的电压降，其引脚密封在触点载体中，可消除裸露引脚引起的电击风险，提高操作人员安全。
Brad M12电源L编码连接器系统符合PI标准，可即时实施到PROFINET应用中，节省时间和成本，产品是根据IEC 61076-2-111标准开发的，制定这种开放的工业连接器标准，将可促进制造商接受更多种类平台。
结语
SPE技术突破电缆和连接器技术的物理空间局限，可显著减小电缆的重量和直径，让电缆变得特别灵活且容易布线，并提供更大的带宽、功率和覆盖范围。将是工业自动化应用重要的发展方向。Molex针对工业应用推出的多款工业级连接器与电缆解决方案，采用优化性能和小型化外形设计，提供多种电路尺寸、电镀和安装选项以及配合高度，以支持客户的多样化动态要求，将可使智能制造具有长期可靠性与安全性，节省空间的设计可提高生产线的灵活性，并减少停机时间，将是工业自动化应用的理想选择。
