框框——跳出框框思考

考虑到工业全球化的趋势，一个完整的控制系统可能会被运往世界任何地方。为了了解用户对外壳的需求，控制工程调查了1500名读者。在465个回复中，50%的人在流程工业工作，而39%的人认为他们的主要应用是离散产品制造。

超过48%的回应者指定，推荐和/或购买工厂内部要求的外壳。另外40%涉及OEM(原始设备制造)应用。

最需要的可用性

81%的受访者认为库存可用性是最重要的特征，其次是易用性(74%)，第三是成本(70%)。

有趣的是，虽然定制能力被列为第四大最重要的特征(64%)，但受访者在过去5年中只有26%的时间购买了定制的外壳，并且在未来5年内没有明显的变化。

模块化外壳设计被Hoffman (Anoka，明尼苏达州)和Rittal (Springfied, O.)等制造商视为满足客户要求的一种方式。

当将控制系统放置在工厂地板上时，模块化外壳系统提供了初始和改造的灵活性。模块化外壳基于框架和外壳概念，可围绕单个平台创建一系列外壳可能性。一旦框架尺寸确定，门选项，侧面，背面，顶部和基础面板选择，以适应应用程序。

模块化并不局限于机箱。Rittal提供模块化配电系统，包括母线支架，母线，熔断开关，母线安装保险丝底座，连接系统和系统盖。模块化配电系统在欧洲和环太平洋地区广泛应用，正在获得北美的认可。模块化配电系统的两个主要优势是，它可以节省30%的占地面积，以及其固有的“触摸安全性”。

EMI/RFI保护很重要

用户开发的外壳规格表明，人们越来越意识到保护电子设备免受杂散电磁/射频干扰(EMI/RFI)的重要性。最近欧洲对系统电磁兼容(EMC)的要求促使外壳制造商引入具有电磁屏蔽功能的外壳。

设计用于提供EMC保护的外壳利用电镀，屏蔽，导电垫圈和闭锁技术的组合。Rittal最近将安装面板和组件从涂漆改为镀锌，以提高EMC保护。

将控制系统电子设备定位在工厂地板上需要考虑两个保护因素。必须保护电子设备免受工厂地板的恶劣因素(即灰尘，潮湿，热，冷等);在有爆炸性气体或粉尘存在的地方，必须保护环境，防止电子设备成为燃点。

在北美，使用NEMA, UL和CSA等级来指定外壳的防尘和防潮要求。例如，NEMA 4X型外壳用于室内或室外使用，以提供一定程度的保护，防止腐蚀，风吹灰尘，雨雪，飞溅和软管导向的水，并且应该不会因冰的形成而损坏。但是，在世界其他地区，NEMA、UL和CSA并不是公认的合规机构。目前，IEC(国际电工委员会)标准529以两位数的形式定义了外壳的入口保护(IP)等级。第一个数字表示对固体物体的保护，第二个数字表示对液体的保护。

另一个外壳的欧洲标准EN 60439-6用于定义外壳对机械冲击的保护(IK值)。目前正在努力建立一套单一的国际外壳标准，但目前，用户指定不同世界地区的外壳必须依赖于大多数外壳目录的技术信息部分提供的交叉参考表。

32%的情况下，围栏被放置在被归类为“危险环境”的地区。与NEMA和IP整合工作一样，NEC(国家电气规范)和CEC(加拿大电气规范)电气分类等级正在进行审查，以实现国际标准化。目前北美(NA)系统使用类和分区，欧洲系统使用类和分区。主要区别在于分区1分为两个Zone(0和1)，分区2和分区2基本相同。1996年NEC(第505条)和1998年CEC系统允许NA工业选择如何对危险区域进行分类。在世界各地开展业务的公司可以利用这个机会对相同的设备和安装标准进行标准化，而不管他们在哪里建立设施。

无论使用何种方法对危险区域进行分类，保护方法都是相同的:固有安全屏障，防爆外壳和净化技术。

本质安全限制了特定电气设备可以产生或存储的能量，通常在5到24 V范围内。控制系统很少属于这一类。

防爆外壳的设计是为了容纳爆炸，而不是防止爆炸。它们通常由铸铁或铝制成，并且提供有限的访问，通常使它们不适合作为控制系统外壳。

在危险环境中安装控制系统时，经常使用清洗技术。控制系统外壳通常额定NEMA 4或4X，并配有提供连续流动的惰性气体或仪表空气的手段，使外壳加压并防止爆炸性物质的侵入。安装了一个压力开关来监控机箱的压力。安装在指定为I级- 2级等级的区域的外壳需要Z型吹扫系统，当外壳加压不存在时，压力开关会产生警报。安装在I类- 1类区域的外壳需要X型吹扫系统提供额外的保护。机壳失压需要切断机壳的所有电源。在电力重新通电之前，吹扫系统必须执行“快速交换吹扫”，其中四卷空气通过外壳。

热是电子系统最大的敌人。研究表明，电子设备在高于其最高设计温度限制的情况下，每运行108f，电子设备的可靠性就会降低50%。由于热量对电子设备具有如此大的破坏性，工艺工程师的本能反应通常是将“大量冷却”放入外壳中。然而，过多的冷却会产生冷凝问题。来自McLean Midwest (Champlin, minnesota)的Genesis系列空调提供冷凝水管理系统，无需外部排水管或可选冷凝水蒸发器。

外壳制造商能够提供各种冷却选项，可分为三类之一。

• 热/对流冷却是通过使用散热装置或某种形式的风扇/过滤系统，通过外壳的外壳散热来完成的。

• 使用主动空气对空气热交换器实现近环境冷却。这是一种中等成本的解决方案，当外部环境温度低于要保护的电子设备的最高工作温度10 8华氏度时，应考虑这种解决方案。

低于环境的冷却可以通过传统的空调系统、固态空调、水-空气热交换器和旋涡式空气冷却器来实现。

热电冷却或“固态冷却”的使用越来越受欢迎。这些冷却器适合冲洗，具有比传统空调系统更小的占地面积，并且没有压缩机，蒸发器或冷凝器，从而减少了维护。固态冷却使用掺杂碲化铋的不同导体来代替“制冷剂”。压缩机由直流电源取代，由内部交流到直流电源供电，将电子从一个半导体“泵”到另一个半导体。内部和外部的散热器和风扇的使用取代了“冷凝器”翅片，增强了冷却效果，达到了所需的冷却效果。

电子设备的多样化部署增加了对动态应力影响(如冲击，包括地震和振动)的保护需求。动应力可分为短期应力和长期应力。当在避难所或机器中遇到冲击时，会产生短期压力。长期应力发生在机器在附近的固定操作中，在运输期间，以及在发电机停止和启动等间歇性干扰期间。关键任务电子设备，如医院、机场运营、警察和消防调度系统以及公共交通系统，应考虑能够最大限度地减少冲击和振动的应力影响的外壳。Hoffman和Rittal提供外壳冲击和振动阻尼解决方案。伊利诺斯州奥罗拉市的电子公司和霍夫曼公司都生产能够承受最严重(4级)地震的外壳。

控制系统正在以多种方式发生变化。外壳制造商正在努力跟上变化，并在用户需要时准备好解决方案。

VXI主机机箱

瓦林福德,康涅狄格州。-专为“即插即用”应用而设计，VXI机箱具有13个插槽配置，可以安装在19英寸的机箱中。架子上。集成后，VXI设计为符合FCC A类和B类标准，还通过了UL/CUL和CE(低电压指令)认证。1600w的电源可以满足VMIbus规范中引用的最大电流。维罗电子有限公司

模块化电子外壳

宾夕法尼亚州的哈里斯堡。-提供DIN导轨安装，金属锁脚，可插拔连接，接地接触，散热通风，以及全部或部分PCB去除，智能外壳为oem提供了定制印刷线路板的预先设计的外壳。菲尼克斯

适配器套件节省空间

纽约州罗彻斯特-旨在增加电缆和布线的外壳容量，该套件允许安装19英寸。EIA轨道在24英寸。外壳。额外的空间可用于电缆密集型应用，如电信和网络，在同一外壳中安全地容纳组件和电缆。EMCOR产品

新型平板工作站

亚特兰大,乔治亚州。-当安装可选的“柔性臂”组件用于墙壁，柱子或基座安装时，型材系列平板可以被推来推去，以满足不同的操作要求。该工作站具有1,024 3 768分辨率的有源矩阵显示器，带触摸屏的标准视频接口，膜键盘和额定NEMA 4/4X，专为苛刻的工厂车间作业而设计。Pro-Tech

ICE/工作站PC机箱

ICE/站(内部包含环境站)已经成为所有其他工业PC机箱测量的基准，根据集成技术。额定NEMA 12,4和4X和UL认证，ICE/STATION外壳可防止灰尘，污垢和飞溅液体。凭借广泛的标准功能，加热和冷却选项和配件列表，ICE/STATION外壳满足或超过任何要求。所有ICE/Station外壳都是完全组装的，并保证永远不会出现材料和工艺缺陷。集成技术(ICE/车站)

CompactPCI包装

先锋机箱设计符合IEEE 1101.10机械标准，具有热插拔电源，适用于全球范围内的操作。10层背板结构允许低串扰和一致的阻抗。用于电力和接地的层改善了分布。电子解决方案

恶劣环境外壳

Elkridge, Md。-可选择聚碳酸酯，ABS或聚酯，CAB系列壁挂柜有13种尺寸。铝或塑料的内部门可以在任何一侧铰接或安装快速旋转螺钉。内部的门允许按钮，显示器和开关安装在里面。Fibox Inc .)

新型PC工业机箱

斯普林菲尔德o . - - - - - -Rittal设计了一系列新的外壳，采用了新的圆形设计，为制造和办公环境创造了现代的外观。它们是一个子弹式的闭锁系统，可折叠或可拉出的键盘抽屉和一个可选的控制台。半高版本可以放在桌子上。全尺寸和半高的单元都提供NEMA 12保护，即使键盘外壳是打开的。威图公司。

现场总线组件外壳

安诺卡,明尼苏达州。-设计用于适应流行设备网络的组件，包括DeviceNet, Profibus和Seriplex，内联外壳有各种尺寸和材料，包括304型和316L不锈钢。DIN导轨安装系统简化了组件的安装。霍夫曼

容错PC机框

加州Vista。-配备20槽ISA无源背板，冗余300w交流热插拔电源，过滤热插拔冷却风扇和可清洗过滤器，FTU-1机架式PC机机箱专为关键任务应用而设计。可与各种驱动器托架，FTU-1可以配备一个RAID控制器。SBS微联盟

NEMA 4平板浏览器

Medfield, Md。- 13.8英寸。主动矩阵显示1024 3 768分辨率和256色，6800浏览器工作站可以承受冲击(高达10g)和振动(高达2g)的工厂车间应用。功能包括铝制外壳，环氧树脂涂层，倾斜/旋转安装，硅橡胶覆盖键盘和板载以太网通信。Comark集团。

何时考虑定制外壳

只要一提到“定制”这个词，人们首先想到的是“更高的成本”，但据Panelmatic(费尔菲尔德，O.)的副总裁迪克·杜利(Dick Dooley)说，带有两个或更多门的独立式定制外壳通常不超过预制外壳的成本，实际上可能成本更低。

定制外壳提供了几乎无数的选项，这些选项可能难以在标准的预制外壳中获得。例如，可以使用不同的金属厚度来适应特殊的安装要求;当大型或多个切口聚集在一起时，可以安装特殊的加强筋;可使用隐藏或升降铰链;可以添加特殊的闭锁机构;门可以设计成容纳有限的摆动空间;并且可以合并独特的子面板。许多标准外壳制造商提供定制服务，但这不是他们最擅长的，一些“定制”服务可能会花费更多，并延长交货时间。

当可用的地板空间是一个奇怪的大小或配置，一个定制的外壳可以设计充分利用的空间;即使是最模块化的预制外壳也可能无法实现。

关于外壳标准和认证，Dooley先生说:“高质量的定制外壳制造商能够建造符合预制制造商相同标准和认证的外壳。满足UL, NEMA, CSA和IEC标准或提供联合构建的标签，当这是客户的要求。

最近在意大利博尔扎诺展出的一个5300年前的斯米洛人(Man of Similaun)展示了定制外壳最适合应用的例子。这具冰封的木乃伊于1991年在奥扎勒阿尔卑斯山脉的冰川中被发现，它是一位新石器时代的猎人，将在一个由Solartron(宾夕法尼亚州艾伦敦)设计的双冗余环境控制室中展出。

大多数应用程序都没有保护5300岁的人类那么复杂，但是定制外壳可以满足标准外壳不能并且应该保持控制系统外壳考虑的合法部分的要求。

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