工业 4.0 应用的基础构件

工业领域呈现出惊人的多样性，涵盖各种各样的自动化解决方案，每种解决方案都是根据具体的运营需求量身定制的，而所有这些解决方案都可以从先进的工业 4.0 技术中受益。

虽然第四次工业革命并不是在一片欢呼声中一夜之间兴起的，但在电路板层面这一变革一直在进行中，一次也许就是改变一个可靠的开关和传感器。亚马逊最近透露，其目标是在 2033 年之前使用机器人来消除雇用 600,000 名人类操作员的需要，因为它预计要将目前的产品发货量翻一番。[1]

随着工厂、车辆和基础设施变得越来越智能，每个系统中的电子元件含量也在不断急剧增加。同时随着制造商和其他工业公司寻求采用下一代控制系统、先进的安全解决方案和优化的通信来促进数据传输，对元件和应用的需求也将飙升。本文简要介绍了 TE Connectivity 提供的全系列工业 4.0 就绪组件，可让您快速了解一些可用于新设计的构件。

整合先进技术

2022 年，全球工业 4.0 电子产品市场规模超过了 1460 亿美元。到 2030 年，AI、机器学习、物联网 (IoT) 和云服务等尖端技术的融合将使这一数字超过 6270 亿美元。[2]

精明的产品设计师可以将先进的电源、开关、连接和 AI 处理技术融入工业领域的每一个环节，从而在这股浪潮中获取大量利润。通信功能不仅能实时监测和控制工业 4.0 组件，还能利用数据分析功能，在潜在问题和故障发生前对其进行诊断和预测。

这场技术革命的核心是开关继电器、EMI 滤波器、安全系统以及更紧凑的新型 I/O 连接器。此外，单对以太网 (SPE) 也很重要，它将数据和电源合并为两根导线，取代了目前的四根导线，同时通过弹性更强、寿命更长的布线解决方案降低了重量和成本。

工业流程的复杂性和自动化程度不断提高，促使对可靠、紧凑、功能强大的开关解决方案的需求不断增长。TE Connectivity 推出了各种紧凑型继电器，具体包括：

• 大功率 22 V_DC T9GV1L14-22（图 1）、PCB 安装、30 A 继电器。

图 1：T9GV1L14-22 继电器以紧凑的尺寸提供了大功率开关能力。（图片来源：TE Connectivity）

• 低功耗 T77S1D10-12 以更小的尺寸提供 10 A 的开关电流，让设计人员在不牺牲可靠性的前提下平衡功耗和空间。
• T9GS5L24-24（图 2）是一种更坚固耐用的 24 V_DC PCB 安装继电器，适用于控制机架和设备面板。

图 2：T9GS5L24-24 为大电流负载提供 20 A 的开关能力。（图片来源：TE Connectivity）

安全关键型应用

TE Connectivity 还为安全关键型应用提供一系列强制导向继电器，如 1-8588020-1（图 3）。这些组件利用机械联锁确保所有触头同步运行，从而降低了电气故障风险，并提供了诊断覆盖。它外形纤薄，尺寸为 28 mm × 6 mm × 15.5 mm，线圈功耗为 210 mW，可支持在高温环境下进行密集排列。

图 3：SRS2 系列等强制导向继电器是降低电气故障风险的关键部件，同时还提供诊断覆盖。（图片来源：TE Connectivity）

随着人类越来越多地与机器人合作并与自动化系统互动，安全成为工业 4.0 应用的一个关键因素，既要确保高生产率，又要确保工人安全。安全继电器（如 SRS4-2NO（图 4））可监控安全装置（如安全光幕）的输入，以确保紧急停止装置、联锁装置和安全电路正常运行。

图 4：SRS4-2NO 安全继电器可确保电路正常运行，以防止损坏和伤害。（图片来源：TE Connectivity）

安全继电器是安全光幕（如SLC4-H30-031（图 5））的组成部分，它在发射器和接收器之间提供了一道看不见的红外光束栅栏。安全光幕设计用来保障操作人员、机械和环境安全。

图 5：诸如 SLC4-H30-031 之类安全光幕可提供可靠的感应和监控能力，可保护工人和机器安全。（图片来源：TE Connectivity）

随着自动化环境越来越密集，紧凑型连接解决方案显得尤为重要。TE Connectivity 的小型 I/O 连接器（如 2069577-1（图 6））的尺寸仅为传统 RJ45 连接器的 25%，因此可以实现非常紧凑的 DIN 导轨系统模块。小型 I/O 连接器可提供串行、总线或以太网连接，支持以太网供电 (PoE) 以及 10 Mbps 至 10 Gbps 的数据传输速率。紧凑的锁止机制可确保稳定的连接，双触头可防止不必要的通信损失。

图 6：节省空间的工业 4.0 设计可利用像 2069577-1 这样的小型 I/O 连接器。（图片来源：TE Connectivity）

设计人员还可以使用单对以太网简化布线，这种以太网将数据和电源合并为两根导线，取代了传统以太网所需的四根导线。这降低了复杂性、重量和成本，实现了经济高效的千兆位速度，而无需昂贵的总线耦合器或网关。例如，TE Connectivity 的 2364150-1 IP20 SPE 连接器可通过数据线供电 (PoDL) 技术为设备供电，数据传输速度高达 1 Gbps。与传统电缆相比，SPE 电缆可承受更多的弯曲次数，这对于机器人来说是一大优势。

结语

TE Connectivity 提供面向工业 4.0 应用的全套产品。这篇博客只是简单介绍了继电器和连接选择，辅以各种智能传感器和先进的电磁兼容性 (EMC) 滤波产品，可以满足工业 4.0 的要求。

[1]“亚马逊计划用机器人取代 50 多万个工作岗位” ，纽约时报 2025 年 10 月 21 日讯。

[2]“工业 4.0 市场（2023 - 2030 年）”，《Grand View Research》2023 年 9 月号。