在工業(yè)自動化領(lǐng)域,國產(chǎn)工控平板扮演著關(guān)鍵角色,其工作環(huán)境往往充滿挑戰(zhàn),防水、防塵、防震動(簡稱 “三防”)性能成為保障設(shè)備穩(wěn)定運行的重要指標(biāo)。本文將深入解析國產(chǎn)工控平板的三防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與測試流程,為從業(yè)者和相關(guān)人士提供全面的技術(shù)參考。
一、防水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與實現(xiàn)
(一)防水等級標(biāo)準(zhǔn)
國際上廣泛采用 IP(Ingress Protection)防護(hù)等級來衡量設(shè)備的防水防塵能力。對于國產(chǎn)工控平板而言,常見的防水等級有 IP65、IP67 和 IP68 等。其中,IP65 表示設(shè)備能防護(hù)大浪的噴射或強(qiáng)烈噴水,防護(hù)灰塵的侵入;IP67 意味著設(shè)備可在 1 米深的水中浸泡 30 分鐘而不受影響;IP68 則具備更高的防水性能,能在特定深度的水中長時間浸泡。例如,某知名國產(chǎn)工控平板廠商推出的產(chǎn)品,部分型號達(dá)到了 IP68 防護(hù)等級,可適應(yīng)水下作業(yè)等極端潮濕環(huán)境。
(二)防水技術(shù)實現(xiàn)
為達(dá)到相應(yīng)的防水等級,國產(chǎn)工控平板采用了多種技術(shù)手段。首先,在結(jié)構(gòu)設(shè)計上,通過精密的模具制造和密封工藝,確保機(jī)身各部件之間的緊密貼合。如采用橡膠密封圈對顯示屏與機(jī)身連接處、接口處等進(jìn)行密封處理,有效阻止水分進(jìn)入。其次,對于內(nèi)部電子元件,一些廠商會采用納米防水涂層技術(shù),為電路板等關(guān)鍵部件披上一層防水 “外衣”,即便有少量水分滲入,也能避免電子元件短路損壞。例如,華北工控的部分工業(yè)平板,在內(nèi)部電路設(shè)計上充分考慮防水因素,對電子元件進(jìn)行灌封處理,進(jìn)一步增強(qiáng)防水性能。
二、防塵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與防護(hù)措施
(一)防塵等級標(biāo)準(zhǔn)
在 IP 防護(hù)等級體系中,第一個數(shù)字代表防塵等級,最高等級為 6,意味著完全防止灰塵侵入。對于在粉塵環(huán)境中工作的工控平板,如煤礦、水泥廠等場景,高防塵等級至關(guān)重要。國產(chǎn)工控平板為滿足此類需求,通常將防塵等級設(shè)定在 IP6X 以上。
(二)防塵防護(hù)措施
為實現(xiàn)高效防塵,國產(chǎn)工控平板從多個方面著手。其一,采用全封閉的金屬或高強(qiáng)度塑料外殼,減少縫隙和開口,降低灰塵進(jìn)入的通道。其二,在通風(fēng)口、散熱孔等易進(jìn)塵部位,安裝高效防塵濾網(wǎng)。這些濾網(wǎng)能夠有效過濾空氣中的灰塵顆粒,同時不影響設(shè)備的散熱和通風(fēng)性能。例如,研華科技的部分工控平板產(chǎn)品,在通風(fēng)設(shè)計上采用了多層防塵濾網(wǎng)結(jié)構(gòu),經(jīng)過嚴(yán)格測試,可有效阻擋微小粉塵的侵入,確保設(shè)備在高粉塵環(huán)境下長期穩(wěn)定運行。
三、防震動技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計考量
(一)防震動標(biāo)準(zhǔn)
工業(yè)環(huán)境中的震動源眾多,如大型機(jī)械設(shè)備的運轉(zhuǎn)、車輛行駛等。為確保工控平板在震動環(huán)境下正常工作,需遵循相關(guān)的防震動標(biāo)準(zhǔn)。國際上常用的 MIL-STD-810G 標(biāo)準(zhǔn),對設(shè)備在不同震動條件下的性能要求做出了詳細(xì)規(guī)定。國產(chǎn)工控平板在設(shè)計時,會參照此類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化,以滿足工業(yè)現(xiàn)場的實際需求。例如,一些應(yīng)用于車載工業(yè)控制場景的平板,需具備出色的抗震動能力,以應(yīng)對車輛行駛過程中的顛簸。
(二)防震動設(shè)計
在硬件設(shè)計上,國產(chǎn)工控平板采用了一系列防震動措施。一方面,選用高抗震性能的電子元件,并通過特殊的焊接工藝和固定方式,確保元件在震動環(huán)境下的穩(wěn)定性。例如,采用表面貼裝技術(shù)(SMT),減少插件式元件的使用,降低元件因震動而脫落的風(fēng)險。另一方面,在結(jié)構(gòu)設(shè)計上增加減震緩沖裝置。如在平板內(nèi)部安裝橡膠減震墊、彈簧減震器等,將設(shè)備與外界震動源進(jìn)行有效隔離。此外,部分廠商還會對設(shè)備進(jìn)行震動模擬測試,通過優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局,進(jìn)一步提升設(shè)備的抗震動性能。
四、三防測試流程
(一)防水測試
噴淋測試:依據(jù) IP 防護(hù)等級要求,將工控平板放置在特定的噴淋裝置下,按照規(guī)定的水壓、水流角度和噴淋時間進(jìn)行測試。例如,對于 IP65 防水等級的平板,需承受從各個方向噴射的水流,測試結(jié)束后檢查設(shè)備內(nèi)部是否有水漬進(jìn)入,電子元件是否正常工作。
浸泡測試:針對 IP67 及以上防水等級的平板,需進(jìn)行浸泡測試。將平板完全浸沒在規(guī)定深度的水中,保持一定時間后取出,檢查設(shè)備外觀是否有損壞,內(nèi)部是否進(jìn)水,各項功能是否正常。
(二)防塵測試
沙塵箱測試:把工控平板放入沙塵箱內(nèi),箱內(nèi)充滿規(guī)定濃度和粒徑的沙塵,通過模擬自然沙塵環(huán)境,在一定時間內(nèi)對平板進(jìn)行沙塵侵蝕測試。測試完成后,打開設(shè)備檢查內(nèi)部沙塵沉積情況,評估防塵效果。
防塵密封性檢查:除沙塵箱測試外,還需對設(shè)備的密封部位進(jìn)行檢查。采用專業(yè)工具和方法,檢測密封膠條、防塵濾網(wǎng)等部件的密封性能,確保灰塵無法通過縫隙進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。
(三)防震動測試
振動臺測試:利用振動臺模擬不同頻率、振幅和加速度的震動環(huán)境,將工控平板固定在振動臺上,按照預(yù)定的測試方案進(jìn)行震動測試。測試過程中,實時監(jiān)測平板的運行狀態(tài),檢查是否出現(xiàn)死機(jī)、數(shù)據(jù)丟失、部件松動等問題。
跌落測試:模擬設(shè)備在使用過程中可能發(fā)生的跌落情況,將平板從規(guī)定高度自由跌落至特定材質(zhì)的地面或測試臺上。通過多次不同方向的跌落測試,檢查設(shè)備外殼是否破裂、內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否損壞以及功能是否正常,評估設(shè)備的抗跌落和抗震動能力。
國產(chǎn)工控平板的三防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與測試流程是確保其在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中可靠運行的關(guān)鍵。通過嚴(yán)格遵循防水、防塵、防震動標(biāo)準(zhǔn),并實施全面細(xì)致的測試流程,國產(chǎn)工控平板不斷提升自身的防護(hù)性能,為工業(yè)自動化的高效、穩(wěn)定發(fā)展提供了堅實保障。在未來,隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步,國產(chǎn)工控平板的三防技術(shù)也將持續(xù)創(chuàng)新和完善,以適應(yīng)更加嚴(yán)苛的工業(yè)應(yīng)用場景需求。
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