虽然物联网对外行来说最容易看到的是消费设备，但工业物联网的规模是巨大的。大多数应用程序都在商业、工厂和医疗保健领域……近6万亿美元的物联网市场中，超过三分之一是在制造业。
连接是所有此IIOT的基础 - 提供控件，设备，机器和云所需的电源和数据传输，以执行IIT功能。正如我们在本主题的六部分系列中所概述的那样（在motioncontroltips.com/category/networkingfiot)目前领先的趋势包括边缘计算和云连接服务;无线通讯组件;基于以太网的网络;开源编程;用于大规模互操作性的统一开发环境(UDEs)形式的软件;以及标准化协议、电缆和连接器选项。
在本文中，我们只需两种IIOR启用连接标准，这对当今的运动控制系统至关重要的连接标准 - 谦逊的M12连接器以及以太网（PoE）的电源。然后我们将简要触及第三种相关标准 - 单对以太网或SPE - 作为简化自动化的另一个标准。
M12和M8连接器 - 在运动组件上如此常见
考虑x编码的M12连接器NEMA-14步进电机闭环电流控制来自应用的运动产品。这些电机采用以太网电源（PoE）连接。在过去让能量足以为PoE提供动力的能源充满挑战......但现在由于工业以太网交换机的更高功率IEEE标准而变化。事实上，802.3AT（PoE +）标准为连接的设备提供30 W - 足以以全功率运行NEMA-14步进电机。我们将在本文的下一部分中涵盖PoE。但是为什么M12连接器在此步骤电机上......以及“X码”指定是什么意思？
回想一下，M8和M12和连接器是圆电缆终端，可将自动化设备安全地连接到更大的系统以及常见的现场总线网络。它们在与昔日的硬连线设计相比时略微修剪安装时间，甚至可以消除雇用电工安装自动化机械的需要。
以太网标准无处不在——甚至连它们的RJ45插座连接器也不例外。虽然变压器在这些RJ45插座是常见的，他们很少在坚固的M12连接器。现在，HARTING M12 Magnetics包括了带有变压器的M12插座，以避免在连接电路板的插座旁边需要电气元件的问题。这节省了空间和成本，并提高了可靠性:导体轨道可以变得更轻、更直接，因为它们不需要围绕许多不同的组件。此外，这些连接器比由不同制造商生产的插座和变压器组合更可靠。M12磁接口，支持10Gbit，最大PoE+，提供可靠的电源和数据传输。
现在很难想象在电缆套和连接器出现之前自动化系统的布线:毕竟，所有的传感器和执行器都必须通过预先连接的布线进行硬布线……通常是不加护套的。这些导线需要一位电工将它们从导线管中打捞到控制台上。当某些元件出现故障时，所有元件的接线必须断开并拔出，然后由电工重新接线。在启动前，有必要进行专家测试。参考Design World的姐妹网站www.connectortips.com有关此主题的更多信息。
夹套电缆上的M8和M12连接器避免了这些复杂的例程。连接器跟踪他们的起源到1982年的专有版本7⁄8在。三针连接器，带自由旋转的外壳称为联轴器。就像当今大部分的M8和M12连接器一样，这种设计的外耦合螺母向下拧到设备和设备的阳台上，用于电缆导体的最大可靠连接 - 以及灰尘和流体的机械屏蔽。M12连接器稍后推出，并迅速成为主导标准。名称M12是指该连接器耦合螺母的标准度量M12螺纹（直径为12mm）。较小的M8连接器 - 这是几年后的1989年 - 也被命名为其联轴器螺母的公制螺纹......在这种情况下，较大的M8螺纹在8毫米的主要直径上。
如今，M8连接器连接工业传感器执行器，开关，PLC和I / O到各种自动化系统。相比之下，M12连接器用于更广泛的工厂自动化，测试和测量，食品和饮料以及机器人应用。它们配有三个或四个引脚（如初始版本到市场 - 后者为先进的传感器和执行器）以及五个，六个，八个或12个引脚。它们在经过冲洗和腐蚀性物质的恶劣环境中擅长，实际上，看到使用IP65，IP67，IP68和IP69K等级的M12连接器相当常见。这些连接器即使在淹没时也保持不畅。这是一种原因，它们在食品和饮料，橡胶和塑料和纺织和印刷应用中是如此常见。
MA58H绝对编码器是Encoder Products公司生产的重型多转空心孔径绝对编码器。它们的工作温度从-40°C到85°C，在轴上额定为IP65，单位的平衡额定为IP67。注意标准M12连接器的编码器顶部的螺纹连接。
大多数传感器和电源应用需要三针和四针M12安排。PROFINET和Ethernet使用四针和八针计数，而大多数CANbus和DeviceNet连接使用四针和五针计数。某些模式的信号传输需要12个引脚。
M8和M12连接器首先是由汽车行业采用的是更好地替代地替代或依赖更精致的连接器类型。今天他们用于所有自动化行业。这里显示的是来自编码器产品有限公司的MA58H绝对编码器的两个M12连接器选项
M12连接器编码是标准化配合和屏蔽几何体的系统，以确保正确应用连接器类型的许多变化。例如，X编码连接器（在我们的步进电机PoE示例中提到）是较新的八针选项，以满足数据传输到10 GB /秒的CAT6A要求。其他常见键（编码）变体是：
- 用于传感器，直流电源和1 Gbit以太网的编码M12连接器
- 用于PROFIBUS的B编码M12连接器
- C编码（双键槽）M12连接器，用于致动器和传感器的AC电源
- D编码四引脚M12连接器，可为100 Mbit以太网
- S编码的M12连接器（以取代C编码连接）用于AC电源
- T编码M12连接器（最终将替换编码连接）进行直流电源
A，B和D连接器最普遍，因为它们是原始的M12连接器变化。也就是说，X-Coded连接器对于高速工业以太网越来越常见，并更换用于以太网应用的A和D编码的M12连接器。其他较新的M12连接器包括用于PROFINET直流电源的AC电源和L编码连接器的K编码连接器。参考Design World的姐妹网站www.connectortips.com有关此主题的更多信息。
M12连接器（直角和直角）的设计在IEC 61076-2-101下标准化。PVC和PUR-夹紧电缆对使用M12连接器进行良好;无数选择允许全面定制电源线。选项包括屏蔽和非屏蔽电缆和连接器;装甲电缆;和不锈钢耦合螺母和其他元素。
另一种标准化的连接选项 - 以太网电源（PoE）
以太网电源(PoE)是一种标准的网络布置，采用双绞线- Cat5e、Cat6和Cat6a以太网导线来传输数据(对信号噪声的保护水平不断提高)和电力。
来自LAPP的伺服反馈电缆称为ETHERLINE Servo DQ FD P Cat.5e电缆与西门子drive - cliq系统接口，用于西门子SINAMICS-S120驱动系统。85%的铜编织覆盖，确保电磁兼容性。
由IEEE定义，PoE版本包括10,100和1,000 MB / SEC的数据传输以及电力传输：
- 15 W for IEEE 802.3af类型1设备
- 30 W用于IEEE 802.3at Type 2设备
- IEEE 802.3BT类型3设备60 W
- 90w用于IEEE 802.3bt Type 4设备
大约2003年的IEEE 802.3af和更新的802.3at (PoE+)标准以及更高功率的802.3bt标准(包括60瓦“超”UPoE)规范了此类连接功能的电缆和组件的细节。因此，PoE主要与传感器、摄像头和其他反馈设备有关。然而，802.3at PoE+(以及接受PoE+供电的Type 2设备)目前是运动控制领域采用最快的，因为它可以为执行器提供动力。上述802.3at标准特别适用于中等大小的运动控制应用，因为它定义了足以向电动马达(在这种情况下，PoE供电设备或PD.S）用于运动轴的致动。
这个浏览器可配置的Opto 22 groov里约热内卢I/O支持工业物联网功能，通过有线交换机和传感器连接到以太网网络、软件和云平台。I/O不需要plc、pac或pc来通信传感器数据，而且可以在没有电源的情况下安装在危险地点，因为以太网供电(PoE)提供了电源和数据连接。
在设备最偏远的地方，PoE的另一个好处是无需使用交流电源，避免了不必要的潜在危险的电气连接。此外，PoE组件通过允许系统交换机上组件的连接和断开进行物理重构，从而实现工业物联网功能(与硬布线的麻烦形成鲜明对比)，以补充当今的ude和其他软件实现的可重构性。
有一些警告：对于PoE系统中的每个开关或集线器，有一个电源预算 - 交换机的瓦数除以所用端口的数量。此外，任何使用非PoE组件的安装（以及用于单独的电源和数据导体的设置）需要两个子组件中的一个：
- 注射器：通常用于将PoE现场设备添加到现有系统的设置中，这些设备通过现有的非PoE交换机将电源发送到PoE兼容组件接受数据。事实上，PoE注入器是一种性价比高的替代方案，可以替代购买新的开关，以适应对电源要求不高的PoE组件。
- 一个分配器:这些拆分电源和数据到单独的导线，以允许与PoE的组件不符合的连接连接。
最后一个警告:不加补充的PoE只能传输从给定的交换机或集线器延伸超过100米的信号……在安装许多PoE设备时，可能需要补偿电源和(数据信号)扩展器。
来自LAPP的EtherLine Access Profinet交换机可通过Web界面配置。它们有助于高距离需要高传输速率...并且具有RJ45端口以及光纤电缆的小型可插拔（SFP）端口和快速千兆以太网。一些将光纤光信号转换为100 Mbit / sec或1 Gbit / sec和单模或多模式传输的电信号。否则，该行中的E44TP01T开关（用于安装附近的近场设备）的u04tp01t开关有四个RJ45端口，电源超过以太网（PoE）和一个用于快速以太网的端口。回想一下，非托管以太网交换机是现场设备连接的经济有效点。它们经常使用冗余电源输入并支持智能设备的即插即运行功能。相比之下，托管以太网交换机主动监控网络及其流量，并充当其他接口的接入点以及工厂人员进行调查和调整机器设置。
另一个新标准 - 单对以太网（SPE）
到目前为止，我们已经详细介绍了用于数据连接的标准四对(八导体)以太网和相对较新的PoE的使用情况。现在另一个以太网标准叫做单对以太网（SPE）旨在超越市场上的现场总线的Mishmash，简化和改善现场设备和控制的连接......并提供端到端工业以太网协议的潜力。
SPE解决了上面提到的100米标准以太网的限制，并有可能运行到1公里，这在非常大的工厂或自动化设置中非常有用。SPE电缆的直径(和重量)大约是传统以太网电缆的四分之一，这在现场设备密集的情况下非常有用。由IEEE 802.3 g 10mb /sec标准定义的SPE无法实现标准的四对以太网数据速率……尽管在工业环境中1gb /sec如此有用是可能的——而且SPE保持了所有IEEE 802.3标准的内置数据安全性。
请注意，PoE和SPE并不是互斥的:SPE可以在数据线供电(PoDL)设置中利用现有的PoE标准来传输电源和数据。标准的功率分配技术适用于10mb /s的双绞线，其功率可与IEEE 802.3af 15 w标准媲美。
一个较新的以太网标准单对以太网（SPE）旨在取代行业的现场公务机的MishMish，简化和改善现场设备和控制的连接......并提供端到端工业以太网协议的潜力。相对高的传输速率和长电缆长度相互互补的电力通过数据线（PODL）操作。图片通过Helukabel提供了SPE产业伙伴网络
了下:运动控制提示
