在工業自動化領域,國產工控平板扮演著關鍵角色,其工作環境往往充滿挑戰,防水、防塵、防震動(簡稱 “三防”)性能成為保障設備穩定運行的重要指標。本文將深入解析國產工控平板的三防技術標準與測試流程,為從業者和相關人士提供全面的技術參考。
一、防水技術標準與實現
(一)防水等級標準
國際上廣泛采用 IP(Ingress Protection)防護等級來衡量設備的防水防塵能力。對于國產工控平板而言,常見的防水等級有 IP65、IP67 和 IP68 等。其中,IP65 表示設備能防護大浪的噴射或強烈噴水,防護灰塵的侵入;IP67 意味著設備可在 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,某知名國產工控平板廠商推出的產品,部分型號達到了 IP68 防護等級,可適應水下作業等極端潮濕環境。
(二)防水技術實現
為達到相應的防水等級,國產工控平板采用了多種技術手段。首先,在結構設計上,通過精密的模具制造和密封工藝,確保機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身連接處、接口處等進行密封處理,有效阻止水分進入。其次,對于內部電子元件,一些廠商會采用納米防水涂層技術,為電路板等關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平板,在內部電路設計上充分考慮防水因素,對電子元件進行灌封處理,進一步增強防水性能。
二、防塵技術標準與防護措施
(一)防塵等級標準
在 IP 防護等級體系中,第一個數字代表防塵等級,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,高防塵等級至關重要。國產工控平板為滿足此類需求,通常將防塵等級設定在 IP6X 以上。
(二)防塵防護措施
為實現高效防塵,國產工控平板從多個方面著手。其一,采用全封閉的金屬或高強度塑料外殼,減少縫隙和開口,降低灰塵進入的通道。其二,在通風口、散熱孔等易進塵部位,安裝高效防塵濾網。這些濾網能夠有效過濾空氣中的灰塵顆粒,同時不影響設備的散熱和通風性能。例如,研華科技的部分工控平板產品,在通風設計上采用了多層防塵濾網結構,經過嚴格測試,可有效阻擋微小粉塵的侵入,確保設備在高粉塵環境下長期穩定運行。
三、防震動技術標準與設計考量
(一)防震動標準
工業環境中的震動源眾多,如大型機械設備的運轉、車輛行駛等。為確保工控平板在震動環境下正常工作,需遵循相關的防震動標準。國際上常用的 MIL-STD-810G 標準,對設備在不同震動條件下的性能要求做出了詳細規定。國產工控平板在設計時,會參照此類標準進行優化,以滿足工業現場的實際需求。例如,一些應用于車載工業控制場景的平板,需具備出色的抗震動能力,以應對車輛行駛過程中的顛簸。
(二)防震動設計
在硬件設計上,國產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,確保元件在震動環境下的穩定性。例如,采用表面貼裝技術(SMT),減少插件式元件的使用,降低元件因震動而脫落的風險。另一方面,在結構設計上增加減震緩沖裝置。如在平板內部安裝橡膠減震墊、彈簧減震器等,將設備與外界震動源進行有效隔離。此外,部分廠商還會對設備進行震動模擬測試,通過優化內部結構布局,進一步提升設備的抗震動性能。
四、三防測試流程
(一)防水測試
噴淋測試:依據 IP 防護等級要求,將工控平板放置在特定的噴淋裝置下,按照規定的水壓、水流角度和噴淋時間進行測試。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,測試結束后檢查設備內部是否有水漬進入,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,需進行浸泡測試。將平板完全浸沒在規定深度的水中,保持一定時間后取出,檢查設備外觀是否有損壞,內部是否進水,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,箱內充滿規定濃度和粒徑的沙塵,通過模擬自然沙塵環境,在一定時間內對平板進行沙塵侵蝕測試。測試完成后,打開設備檢查內部沙塵沉積情況,評估防塵效果。
防塵密封性檢查:除沙塵箱測試外,還需對設備的密封部位進行檢查。采用專業工具和方法,檢測密封膠條、防塵濾網等部件的密封性能,確保灰塵無法通過縫隙進入設備內部。
(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境,將工控平板固定在振動臺上,按照預定的測試方案進行震動測試。測試過程中,實時監測平板的運行狀態,檢查是否出現死機、數據丟失、部件松動等問題。
跌落測試:模擬設備在使用過程中可能發生的跌落情況,將平板從規定高度自由跌落至特定材質的地面或測試臺上。通過多次不同方向的跌落測試,檢查設備外殼是否破裂、內部結構是否損壞以及功能是否正常,評估設備的抗跌落和抗震動能力。
國產工控平板的三防技術標準與測試流程是確保其在復雜工業環境中可靠運行的關鍵。通過嚴格遵循防水、防塵、防震動標準,并實施全面細致的測試流程,國產工控平板不斷提升自身的防護性能,為工業自動化的高效、穩定發展提供了堅實保障。在未來,隨著工業技術的不斷進步,國產工控平板的三防技術也將持續創新和完善,以適應更加嚴苛的工業應用場景需求。
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