Технологии не стоят на месте, и мы тоже
Проверенные платформы Mini-ITX, разработанные для надежного развертывания в промышленных, граничных и встраиваемых системах.
Руководство по классу защиты IP67 для промышленной электроники и оборудования
Один Степень защиты IP67 означает, что корпус является пыленепроницаемым и защищен от кратковременного погружения в воду. Первая цифра, 6, означает полную защиту от пыли. Вторая цифра, 7, означает, что устройство выдерживает погружение в воду в соответствии с установленными испытательными условиями, как правило, на глубину до 1 метра в течение 30 минут.
Если вы занимаетесь разработкой промышленных компьютеров, встроенных контроллеров, уличных терминалов или пограничных шлюзов, степень защиты IP67 поможет снизить риск выхода оборудования из строя в условиях повышенной влажности, запыленности или частого контакта с водой. В этом руководстве я расскажу, что означает IP67, как этот класс защиты соотносится с другими классами IP, а также как выбрать оборудование с более надежной герметизацией.
Что такое класс защиты IP67?
Класс защиты IP67 — это код степени защиты от проникновения. Он указывает, насколько эффективно корпус предотвращает попадание твердых частиц и жидкостей. Код IP определён в стандарте IEC 60529, который классифицирует степень защиты от пыли, контакта и проникновения воды.
Важны обе цифры. Первая цифра обозначает степень защиты от проникновения твердых частиц. Вторая цифра — степень защиты от проникновения жидкости. В классе защиты IP67 цифра 6 означает наивысший уровень защиты от пыли. Цифра 7 означает защиту от временного погружения в жидкость. Благодаря этому класс защиты IP67 превосходит классы защиты от брызг и лучше подходит для эксплуатации в суровых промышленных условиях.
Не следует воспринимать стандарт IP67 как расплывчатую маркировку “водонепроницаемый”. Это конкретная классификация, основанная на результатах испытаний. Она не означает автоматически возможность использования в глубоких водах, промывку под высоким давлением, химическую стойкость, коррозионную стойкость или защиту от ультрафиолетового излучения при эксплуатации на открытом воздухе.
| Часть кода | Значение | Практический результат |
|---|---|---|
| IP | Степень защиты от проникновения | Определяет степень защиты корпуса |
| 6 | Пыленепроницаемый | Отсутствие попадания вредной пыли |
| 7 | Временная защита от погружения в воду | Обеспечивается защита при определённых условиях погружения |
В встраиваемых системах корпус, разъемы, кабельные вводы, вентиляционные отверстия, кнопки и дисплеи должны обеспечивать одинаковый уровень защиты. Герметичный корпус со слабыми разъемами может выйти из строя быстрее, чем система с более низким классом защиты, но более продуманной конструкцией.
Если в вашем проекте используются компактные промышленные вычислительные системы, начните с выбора платформы, которая поместится в корпус. Вы можете ознакомиться с Размеры платы Mini-ITX, бесшумная встроенная система, и аппаратные варианты для широкого диапазона температур на ранних этапах проектирования механической части.
От чего защищает стандарт IP67?
Степень защиты IP67 обеспечивает защиту от пыли и кратковременного погружения в воду. Она актуальна в тех случаях, когда оборудование подвергается воздействию пыли, грязи, брызг воды, дождя, кратковременному случайному погружению в воду или агрессивной очистке в непосредственной близости от устройства.
Степень защиты от пыли превышает IP5X. Стандарт IP5X допускает ограниченное проникновение пыли, если это не препятствует безопасной работе. Стандарт IP6X обеспечивает более высокую степень защиты. Это означает, что корпус является пыленепроницаемым в соответствии с методом испытаний.
Стандарты защиты от воды также имеют свои особенности. Стандарт IPX7 ориентирован на погружение в воду. Он не гарантирует автоматически устойчивость к сильным струям воды. Этот момент важен. Устройство может соответствовать стандарту IP67, но при этом не соответствовать стандарту IP66. Испытания на погружение в воду и на воздействие струи воды — это разные вещи.
Степень защиты IP67 обеспечивает защиту от:
- Мелкая пыль в цехах, на складах, в шахтах и в открытых шкафах
- Дождь и случайное попадание воды
- Временное погружение в воду во время наводнений или при проведении очистных работ
- Влажность вблизи транспортного оборудования, энергетического оборудования и оборудования «умного города»
- Загрязнение в сфере промышленной автоматизации и станкостроения
Степень защиты IP67 не обеспечивает автоматическую защиту от:
- Промывка горячей водой под высоким давлением
- Длительная эксплуатация под водой
- Солевой туман или химическая коррозия
- Повреждения от удара
- Термический удар
- Неправильная прокладка кабеля
При эксплуатации в суровых промышленных условиях следует сочетать степень защиты от проникновения с расчетом тепловых характеристик, использованием коррозионно-стойких материалов и стабильным встроенным оборудованием. А промышленная платформа на базе материнской платы формата Mini-ITX может пригодиться, когда требуется компактное вычислительное устройство в герметичном корпусе.
IP67 по сравнению с IP65, IP66, IP68 и классами защиты NEMA
Класс защиты IP67 не всегда превосходит все более низкие классы. Тип испытания на водонепроницаемость имеет большее значение, чем просто числовой показатель. Испытания по стандартам IP65 и IP66 проводятся с использованием струй воды. Испытания по стандарту IP67 проводятся при кратковременном погружении в воду. Испытания по стандарту IP68 проводятся при более глубоком или длительном погружении в воду в условиях, установленных производителем.
| Рейтинг | Защита от пыли | Охрана водных ресурсов | Наилучшее применение |
|---|---|---|---|
| IP65 | Пыленепроницаемый | Водяные струи | Наружные панели и зоны, подверженные брызгам |
| IP66 | Пыленепроницаемый | Мощные струи воды | Промышленные объекты, подверженные загрязнению |
| IP67 | Пыленепроницаемый | Временное погружение | Устройства для работы в условиях повышенного риска затопления и в суровых полевых условиях |
| IP68 | Пыленепроницаемый | Непрерывное или более глубокое погружение | Погружное использование или длительная эксплуатация во влажной среде |
| IP69K | Пыленепроницаемый | Промывка под высоким давлением и при высокой температуре | Пищевая среда, транспортная среда и санитарно-гигиеническая среда |
В классификации NEMA используется иная система. Класс защиты корпуса по NEMA может включать дополнительные требования к условиям эксплуатации, такие как коррозионная стойкость или устойчивость к обледенению. Не следует произвольно пересчитывать классы защиты по системам NEMA и IP. При реализации промышленных проектов в Северной Америке, если соответствие корпуса требованиям имеет значение, необходимо учитывать обе системы.
Если для вашей конструкции требуется больше сетевых портов, прокладка герметичного кабеля может оказаться более сложной задачей. В этом случае поможет заблаговременный выбор печатной платы. Среди полезных источников информации можно отметить следующие: платформы с поддержкой Ethernet со скоростью 10 Гбит/с и выше, решения с несколькими последовательными портами, и различные варианты конструкции USB-портов.
Где применяется стандарт IP67?
Степень защиты IP67 широко применяется в устройствах, подверженных воздействию пыли, влаги, дождя или кратковременному погружению в воду. Она обеспечивает более высокую степень защиты, чем базовая защита от брызг, и является более практичной, чем конструкция, полностью приспособленная к погружению в воду, для многих промышленных проектов.
Промышленная автоматизация
На заводах используются датчики, модули ввода-вывода, терминалы HMI и электронные устройства, устанавливаемые на оборудовании, с классом защиты IP67. Эти устройства могут находиться вблизи охлаждающей жидкости, пыли, масляного тумана и воды для очистки.
Транспортные и наружные системы
В железнодорожных, автомобильных, морских и дорожных системах используется герметичная электроника, поскольку в таких условиях одновременно присутствуют вибрация, вода и пыль. Более качественный корпус позволяет снизить количество отказов в эксплуатации.
Энергетическое и коммунальное оборудование
На солнечных электростанциях, аккумулирующих станциях, подстанциях и насосных станциях для мониторинга в условиях открытого воздуха используются герметичные устройства. Эти объекты требуют стабильной работы в широком диапазоне температур.
«Умный город» и устройства Интернета вещей
Уличные киоски, камеры, шлюзы, парковочные системы и датчики состояния окружающей среды часто требуют защиты с классом защиты IP. Для таких применений, вычислительные платформы для «умных городов» и аппаратное обеспечение интеллектуальных устройств Интернета вещей может использоваться в компактных системах.
Степень защиты IP67 для промышленного компьютерного оборудования
Создание промышленных компьютеров класса защиты IP67 — это нечто большее, чем просто герметизация пластикового корпуса. Компьютер выделяет тепло. Герметичный корпус удерживает тепло внутри. Поэтому тепловое проектирование играет здесь более важную роль, чем в случае с открытым корпусом.
Следует учитывать мощность процессора, тепловую нагрузку, прокладку кабелей, герметичность разъемов, надежность хранения, расположение беспроводных антенн и доступ для обслуживания. Плата с меньшим энергопотреблением будет меньше нагреваться. Конструкция без вентилятора может снизить поступление пыли. Более прочный корпус может повысить надежность, но при этом может ухудшить охлаждение.
Этот компромисс имеет значение для периферийного ИИ, шлюзов SCADA, наружных систем HMI и промышленных контроллеров IoT. Чем выше нагрузка, тем больший тепловой запас требуется. Чем меньше размер корпуса, тем более эффективное аппаратное обеспечение необходимо.
В качестве Поставщик встраиваемых плат формата ITX, Производитель плат формата Mini ITX Команды часто участвуют в проектах, в которых размер корпуса, расположение портов и тепловые характеристики необходимо определять комплексно. Для предварительной оценки вы можете запросить Мгновенные расценки на решения на базе плат Mini ITX.
Как выбрать оборудование с классом защиты IP67
Выбирать оборудование с классом защиты IP67 следует исходя из условий эксплуатации, а не только по маркировке. Класс защиты важен, но это лишь один из факторов, определяющих надежность.
| Проектный коэффициент | Вопрос, который нужно задать | Лучший выбор |
|---|---|---|
| Воздействие воды | Устройство подвергается опрыскиванию, промывке или погружению в жидкость? | Сопоставьте степени защиты IP65, IP66, IP67, IP68 или IP69K с реальными условиями эксплуатации |
| Воздействие пыли | Мелкая пыль присутствует каждый день? | Выбирайте разъемы с классом защиты IP6X и герметичные разъемы |
| Тепловая нагрузка | Будет ли корпус удерживать тепло? | Используйте оборудование с низким энергопотреблением или без вентиляторов |
| Возможность подключения | Сколько кабелей входит в корпус? | Разработать герметичные интерфейсы Ethernet, последовательный, USB и питания |
| Техническое обслуживание | Будут ли технические специалисты часто открывать коробку? | Сократите зазоры в системах обслуживания и используйте надежные прокладки |
При разработке периферийных компьютеров перед проектированием корпуса необходимо проанализировать производительность процессора, объём памяти, возможности ввода-вывода и энергопотребление. Вы также можете сравнить Архитектуры x86 и ARM, Варианты памяти DDR5 и DDR4, и Расширение PCIe 3.0 и 4.0 если вашей герметичной системе требуется более высокая производительность.
Распространенные ошибки при указании степени защиты IP67
Первая ошибка заключается в том, что люди полагают, будто класс защиты IP67 означает “полную водонепроницаемость”. Это не так. Класс защиты IP67 означает защиту при определённых условиях кратковременного погружения в воду. Класс защиты IP68, как правило, лучше подходит для более длительного погружения.
Вторая ошибка — игнорирование струй воды. Степень защиты IP67 не означает автоматически, что устройство соответствует требованиям IP66. Если ваше оборудование подвергается промывке, вам, возможно, потребуется степень защиты IP66 или IP69K.
Третья ошибка заключается в том, что корпус герметизируется, но при этом забывают про разъёмы. Кабельные вводы, разъёмы RJ45, USB-порты, антенны, кнопки, вентиляционные отверстия и края дисплея могут стать уязвимыми местами.
Четвертая ошибка — игнорирование нагрева. В герметичном корпусе температура выше, чем в корпусе с вентиляцией. При повышенной температуре электронные компоненты могут изнашиваться быстрее. Более эффективное оборудование, как правило, служит дольше.
Пятая ошибка — отсутствие плана технического обслуживания. Каждый раз, когда технический специалист открывает корпус, прокладка может сместиться, сжаться или забиться мусором. Конструкция, удобная для обслуживания, более надежна, чем та, которая выглядит герметичной только на бумаге.
Плата Mini ITX, Китай поддерживает промышленные команды, которым требуются компактные вычислительные платформы для герметичных систем, периферийных устройств и надежного оборудования для автоматизации. Наилучший результат достигается, когда проектирование электрических, механических и тепловых систем осуществляется комплексно.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
1. Является ли IP67 водонепроницаемым?
В маркетинге класс защиты IP67 часто называют «водонепроницаемым», однако более точным термином является «защита от кратковременного погружения в воду». Это означает, что корпус является пыленепроницаемым и защищен от погружения в воду в определенных условиях испытаний. Это не гарантирует работоспособность в условиях глубоководья, высокого давления, соленой воды или при длительном пребывании под водой.
2. Является ли IP67 лучшим, чем IP68?
Степень защиты IP68 обычно обеспечивает более высокую защиту от погружения в воду, чем IP67, однако точная глубина и продолжительность зависят от производителя. Степень защиты IP67 подходит для кратковременного погружения. Степень защиты IP68 лучше подходит для случаев, когда устройство может находиться под водой дольше или погружаться глубже, чем это предусмотрено для степени защиты IP67.
3. Выдерживает ли корпус с классом защиты IP67 дождь?
Да, оборудование с классом защиты IP67, как правило, способно выдерживать дождь, поскольку обладает надежной защитой от проникновения пыли и воды. Однако при эксплуатации на открытом воздухе могут потребоваться также устойчивость к ультрафиолетовому излучению, коррозионная стойкость, термостойкость и надлежащая герметизация кабелей. Один только класс защиты IP не охватывает все условия эксплуатации на открытом воздухе.
4. Означает ли IP67 «пыленепроницаемый»?
Да, цифра “6” в обозначении IP67 означает пыленепроницаемость в соответствии с методом испытаний IEC 60529. Этот класс защиты выше, чем, например, класс защиты от пыли IP5X. В реальных условиях эксплуатации на долгосрочную защиту от пыли по-прежнему влияют герметизация, разъемы и качество монтажа.
5. Следует ли использовать для промышленных компьютеров корпуса класса защиты IP67?
Промышленные компьютеры должны быть оснащены корпусами класса защиты IP67, если они подвергаются воздействию пыли, влаги, временного затопления или эксплуатации на открытом воздухе. Также следует проверить эффективность отвода тепла, герметичность разъемов, входной разъем питания, способы крепления и требования к техническому обслуживанию. Надежный корпус лучше всего сочетается с эффективным встроенным оборудованием.
