与其他类型的连接器相比,工业控制领域对连接器在机械、电气和环境方面的综合性能要求更高。
随着传统制造业向高端制造业转型,以智能制造为方向的“再工业化”浪潮方兴未艾,工业控制设备的互联和远程交互日益成为提升自动化水平的关键。工业系统包含大量的电气元件和设备,从PCB和传感器,到驱动器和电机,到工业计算机和电气柜等。,这些都需要连接在一起,共同工作,形成了对工业控制连接器的巨大需求。
根据Bishop&Associate数据,2020年全球工控连接器市场规模约为77.22亿美元,2010年至2020年年均复合增长率约为4.03%。随着美国、德国等主要工业发达加快工业自动化、智能化发展进程,同时一些发展中积极参与全球产业分工,承接产业和资本转移,利用后发优势快速实现规模扩张。这直接有利于工控连接器的市场需求增长。
与其他类型的连接器相比,工控连接器可以广泛应用于工业生产中,特别是对于恶劣复杂环境下的连接要求,对机械、电气、环境等方面的综合性能要求更高。
(1)环境适应性
基于工业控制领域中连接器工作环境的复杂性(例如,污垢、灰尘、温度、湿度和机械振动冲击可能会干扰典型连接)。
因此,连接器的外壳、结构、关键触点材料、涂层材料和厚度在设计时应考虑其环境适应性。(比如要求密封等级达到IP67和IP68标准,产品寿命和耐腐蚀性达到国际EIA工业应用标准。)
这对连接器厂商在设计上应该有很强的定制能力。同时,随着下游应用场景的不断丰富,对连接器的可靠性要求也将进一步提高。
(2)窄间距和一体化
随着电子设备的精度越来越高,各种电子系统的控制功能和复杂程度越来越高,相应的连接器产品在兼顾稳定性的同时,需要实现更窄的间距和更高的集成度。
比如工控设备的通用板对板连接器,已经从之前的2.54mm、2.0mm、1.27mm逐渐向0.8mm、0.635mm、0.3mm的间距转变,同时线对板I/O连接器也呈现出明显的窄间距发展趋势。与标准I/O连接器相比,的微型I/O连接器具有更小的体积和更高的稳定性。
同时,当复用等并行信号传输技术被广泛应用时,需要将越来越多的信号,包括电信号、微波信号和光信号集成到同一个连接器中,实现各信号的独立传输,互不干扰。这就决定了连接器集成已经成为必然趋势。比如单个连接器对应的引脚数量不断增加,信号传输通道变得更加丰富,可以实现的功能更加多样。这也要求连接器厂商具备很强的精密加工能力,能够在模具、焊接等工艺环节进行精细化操作,实现更窄的间距,从而实现更高的集成度。
(3)高速度和高频率
目前工控连接器的主流传输速率在3Gbps以上,并逐渐发展到40Gbps以上。而数据传输所需的更大带宽也使得信号频率上限不断上升。但连接器在传输速度和频率较高的信号时,容易产生电磁干扰。因此,要求连接器制造商借助电磁仿真软件对产品设计进行评估,并在加工和制造中达到更高的精度标准。
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