Γιατί οι βιομηχανικές συσκευές Ethernet IP30 εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως σε εξωτερικά δίκτυα;

Κατανοώντας την Προστασία από τη σκόνη, το Σχεδιασμό των Υπηρεσιών και την Βιομηχανική Αξιότητα

Με την ταχεία αύξηση τηςβιομηχανικά δίκτυα Ethernet, έξυπνα συστήματα μεταφορών και εφαρμογές εξωτερικής παρακολούθησης, περισσότερες συσκευές δικτύου αναπτύσσονται σε δύσκολα περιβάλλοντα όπως αυτοκινητόδρομοι, σιδηροδρομικά συστήματα, υποσταθμοί ηλεκτρικής ενέργειας,και εγκαταστάσεις αυτοματισμού εργοστασίων.

Κατά την επιλογή εξοπλισμού βιομηχανικών δικτύων, πολλοί μηχανικοί εστιάζουν σε μεγάλο βαθμό στην κατάταξη προστασίας ΠΙ.

Ένα κοινό ερώτημα είναι: αν μια συσκευή είναι εγκατεστημένη σε εξωτερικούς χώρους, πρέπει πάντα να χρησιμοποιεί προστασία IP65 ή υψηλότερη;

Γιατί πολλοί βιομηχανικοί διακόπτες, διακόπτες PoE και μετατροπείς ινών μέσων χρησιμοποιούν ακόμα μεταλλικά περιβλήματα IP30 ή IP40;

Η απάντηση συνδέεται με μια θεμελιώδη αρχή του βιομηχανικού σχεδιασμού: η προστασία του περιβάλλοντος, η θερμική διαχείριση και η αξιοπιστία του συστήματος πρέπει να εξετάζονται από κοινού.

Τι σημαίνει το IP30 για τον εξοπλισμό βιομηχανικών δικτύων;

Η βαθμολογία IP (προστασία από εισροές) καθορίζει πόσο καλά προστατεύει ένα περίβλημα συσκευής από στερεά αντικείμενα και νερό.

Για διακόπτη βιομηχανικού δικτύου IP30 ήΜετατροπέας μέσων PoE:

• Το πρώτο ψηφίο 3 σημαίνει προστασία από στερεά αντικείμενα μεγαλύτερα από 2,5 mm.

• Το δεύτερο ψηφίο 0 σημαίνει ότι δεν υπάρχει ειδική προστασία από το νερό.

Αυτό σημαίνει ότι ο εξοπλισμός IP30 δεν έχει σχεδιαστεί για άμεση έκθεση στη βροχή, το νερό που ψεκάζεται ή σε περιβάλλοντα βαριάς σκόνης.

Ωστόσο, το IP30 δεν σημαίνει ότι το προϊόν δεν είναι κατάλληλο για εξωτερικές εφαρμογές.

Σε πολλά βιομηχανικά έργα, η συσκευή εγκαθίσταται στο εσωτερικό:

• Εξωτερικά ντουλάπια επικοινωνίας
• Υδραυλικοί ντουλάπια
• Κουτιά ελέγχου σιδηροδρόμων
• Συσκευές διανομής ηλεκτρικής ενέργειας
• Εργαστήρια αυτοματισμού

Σε αυτές τις εφαρμογές, το ντουλάπι παρέχει την εξωτερική προστασία του περιβάλλοντος, ενώ η βιομηχανική συσκευή επικεντρώνεται σε αξιόπιστες επιδόσεις επικοινωνίας και αποτελεσματική διάχυση θερμότητας.

Γιατί οι βιομηχανικές συσκευές IP30 είναι κοινές στην αγορά;

Η υψηλότερη βαθμολογία IP δεν σημαίνει πάντοτε καλύτερη συνολική αξιοπιστία.

Για βιομηχανικούς εξοπλισμούς Ethernet, οι σχεδιαστές πρέπει να εξισορροπήσουν πολλούς παράγοντες:

• Προστασία από σκόνη
• Καύσιμο θερμότητας
• Ζωή του προϊόντος
• Ευελιξία εγκατάστασης
• Αποδοτικότητα κόστους

Πολλοί βιομηχανικοί διακόπτες Ethernet,Εναλλακτικά PoE, και οι μετατροπείς ινών υιοθετούν σχέδια IP30/IP40 επειδή προορίζονται για προστατευμένα βιομηχανικά περιβάλλοντα και όχι για άμεση έκθεση στο εξωτερικό.

Μια τυπική δομή εγκατάστασης είναι:

Εξωτερικό περιβάλλον

|

↓

Υπηρεσίες υποστήριξης

|

↓

IP30 Βιομηχανικός διακόπτης / μετατροπέας PoE

|

↓

Συσκευές δικτύου

Ο συνδυασμός της προστασίας των ντουλαπιών και του βιομηχανικού υλικού παρέχει μια αξιόπιστη λύση για πολλές μακροχρόνιες εφαρμογές.

Ε: Έχει το εξοπλισμό IP30 πρόβλημα σκόνης;

Α: Εξαρτάται από το πραγματικό περιβάλλον εγκατάστασης.

Η ίδια η σκόνη δεν αποτελεί πάντοτε τη μεγαλύτερη απειλή για τον βιομηχανικό ηλεκτρονικό εξοπλισμό.

• Διοχετευτική σκόνη
• Χημικά σωματίδια
• Μεταλλικά σωματίδια
• Σκόνη σε συνδυασμό με υγρασία

Σε κανονικά περιβάλλοντα επικοινωνίας, όπως:

• Υπηρεσίες οδικής παρακολούθησης
• Σιδηροδρομικές συσκευές σήμανσης
• Διαμερίσματα τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού
• Συσκευές ηλεκτρικού χειρισμού

Η συσσώρευση σκόνης είναι συνήθως πολύ περιορισμένη επειδή:

• Το ντουλάπι παραμένει κλειστό κατά τη διάρκεια της λειτουργίας.
• Η πρόσβαση συντήρησης είναι περιστασιακή.
• Τα σημεία εισόδου είναι σφραγισμένα.
• Ο εξοπλισμός προστατεύεται από τον άμεσο άνεμο και τη βροχή.

Για αυτές τις εφαρμογές, ένα βιομηχανικό περίβλημα IP30 είναι συχνά επαρκές.

Ε: Γιατί να μην κάνουμε όλες τις βιομηχανικές συσκευές IP65;

Α: Επειδή η θερμική διαχείριση γίνεται πιο δύσκολη.

Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για εφαρμογές PoE υψηλής ισχύος.

Ο σύγχρονος βιομηχανικός εξοπλισμός PoE μπορεί να υποστηρίζει:

• IEEE 802.3af PoE
• IEEE 802.3at PoE+
• IEEE 802.3bt PoE++
• Μέχρι 90W PoE παροχή ισχύος

Όταν μια συσκευή παράγει υψηλή ισχύ, τα εσωτερικά στοιχεία παράγουν επιπλέον θερμότητα.

Ένα πλήρως σφραγισμένο περίβλημα IP65 μπορεί να μειώσει τη φυσική ροή αέρα και να αυξήσει την εσωτερική θερμοκρασία.

• Γήρανση του πυκνωτή
• Καταπολέμηση της διάσπασης των ημιαγωγών
• Τεχνική πίεση

Ως εκ τούτου, πολλοί βιομηχανικοί διακόπτες και μετατροπείς PoE χρησιμοποιούν:

• Κουτί από κράμα αλουμινίου
• Σχεδιασμός χωρίς ανεμιστήρα
• Φυσική ψύξη με συγκέντρωση
• Εγκατάσταση DIN-Rail
• Υποστήριξη ευρείας θερμοκρασίας

Ο σχεδιασμός αυτός βελτιώνει τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία στις βιομηχανικές εφαρμογές.

Εφαρμογές εξωτερικών ντουλαπιών: Γιατί το IP30 μπορεί ακόμα να είναι αξιόπιστο

Πολλά συστήματα εξωτερικών δικτύων δεν εκτίθενται άμεσα στις εξωτερικές συνθήκες.

Για παράδειγμα, τα συστήματα ITS και CCTV αυτοκινητοδρόμων χρησιμοποιούν συνήθως:

• Αδιάβροχα οδικά ντουλάπια
• Συσκευές επικοινωνίας με στύλο
• Βιομηχανικά περιβλήματα

Ο εξοπλισμός δικτύου μέσα στο ντουλάπι βιώνει ένα ελεγχόμενο περιβάλλον.

Το σύστημα προστασίας γίνεται:

Εξωτερικό περιβάλλον → Προστασία ντουλάπιων → Προστασία βιομηχανικών εξοπλισμού

Αυτή η προσέγγιση προστασίας σε στρώματα είναι κοινή σε:

• Τεχνικά συστήματα μεταφοράς (ITS)
• Δίκτυα παρακολούθησης αυτοκινητοδρόμων
• Σιδηροδρομικά συστήματα επικοινωνίας
• Υποδομές έξυπνων πόλεων
• Βιομηχανικά δίκτυα οπτικών ινών

Ποιοι παράγοντες έχουν μεγαλύτερη σημασία από την αξιολόγηση της ιδιοκτησίας;

Κατά την αξιολόγηση της αξιοπιστίας του βιομηχανικού δικτύου, η βαθμολογία IP αποτελεί μόνο ένα μέρος του συνολικού σχεδιασμού.

1Θερμοκρασία λειτουργίας

Η θερμοκρασία είναι συχνά ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες αξιοπιστίας.

Ο βιομηχανικός εξοπλισμός που χρησιμοποιείται σε εξωτερικές εφαρμογές θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη:

• Ευρύ φάσμα θερμοκρασιών λειτουργίας
• Αποδοτική διάχυση της θερμότητας
• Χωρίς ανεμιστήρα

Για παράδειγμα, ο εξοπλισμός που έχει σχεδιαστεί για βιομηχανική λειτουργία -40 °C έως +75 °C είναι πιο κατάλληλος για σκληρά περιβάλλοντα.

2Προστασία ισχύος

Τα συστήματα εξωτερικής επικοινωνίας ενδέχεται να αντιμετωπίζουν:

• Έκρηξη κεραυνών
• Διακυμάνσεις τάσης
• Ηλεκτρικές παρεμβολές

Ο βιομηχανικός εξοπλισμός Ethernet θα πρέπει να περιλαμβάνει κατάλληλα χαρακτηριστικά προστασίας για τη βελτίωση της σταθερότητας του συστήματος.

3. Αντίσταση στην υγρασία και τη διάβρωση

Στις παράκτιες περιοχές ή σε περιβάλλοντα υψηλής υγρασίας, οι μηχανικοί πρέπει να δίνουν προσοχή στα ακόλουθα:

• Έκθεση σε αλμυρή ομίχλη
• Η διάβρωση των μετάλλων
• Προστασία των PCB
• Δυναμικότητα σφράγισης του ντουλαπιού

Για αυτά τα περιβάλλοντα, ενδέχεται να απαιτούνται πρόσθετα μέτρα προστασίας.

4Δικαίωμα εγκατάστασης

Η ίδια συσκευή IP30 μπορεί να έχει πολύ διαφορετικές επιδόσεις ανάλογα με το πού εγκαταστάθηκε.

Κατάλληλες εφαρμογές:

• Εργατικά ντουλάπια ελέγχου
• Σιδηροδρομικά ντουλάπια
• Κουτί επικοινωνίας αυτοκινητοδρόμου
• Συστήματα αυτοματισμού ισχύος
• Δίκτυα εργοστασίων

Λιγότερο κατάλληλες εφαρμογές:

• Εξωτερική εγκατάσταση σε ανοικτό χώρο
• Περιοχές παραγωγής βαριάς σκόνης
• Περιβάλλον εξόρυξης
• Περιοχές χημικής μεταποίησης

Το μέλλον του σχεδιασμού βιομηχανικού Ethernet: ισορροπημένη προστασία

Καθώς τα βιομηχανικά δίκτυα συνεχίζουν να επεκτείνονται, εφαρμογές όπως η παρακολούθηση PoE, η έξυπνη μεταφορά, το βιομηχανικό IoT,και της οπτικής ινών απαιτούν συσκευές που μπορούν να λειτουργούν αξιόπιστα για πολλά χρόνια.

Η τάση δεν είναι απλώς να κινηθούν προς υψηλότερες βαθμολογίες IP. Αντίθετα, οι κατασκευαστές επικεντρώνονται σε βελτιστοποιημένα βιομηχανικά σχέδια που συνδυάζουν:

• Ορθή προστασία του περιβλήματος
• Αποτελεσματική διαχείριση της θερμότητας
• Συστατικά υψηλής ποιότητας
• Βιομηχανική αξιοπιστία
• Μηχανική ειδικής εφαρμογής

Για πολλές βιομηχανικές εφαρμογές Ethernet, οι συσκευές IP30 και IP40 παραμένουν μια πρακτική και ευρέως υιοθετημένη λύση επειδή παρέχουν τη σωστή ισορροπία μεταξύ προστασίας, απόδοσης και αξιοπιστίας.

Το βασικό ερώτημα δεν είναι: Είναι πάντα το IP65 καλύτερο από το IP30;

Η καλύτερη ερώτηση είναι: Ο εξοπλισμός έχει σχεδιαστεί για το περιβάλλον στο οποίο πρόκειται να λειτουργήσει;

Για προστατευμένα εξωτερικά ντουλάπια, δίκτυα μεταφορών και βιομηχανικά συστήματα επικοινωνίας,μια καλά σχεδιασμένη βιομηχανική συσκευή IP30 μπορεί να προσφέρει σταθερή και αξιόπιστη απόδοση σε μακρά διάρκεια ζωής.