产品聚焦：工业机箱

发布时间：2007-06-30 作者：Dick Johnson，Control Engineering编辑

　　 “保护和服务”的字样时常出现在美国警察和公安用车上。尽管很多人对此已经习以为常，对于执法、消防和安全领域，这句标语就是严肃的象征。这句标语同样也会出现在工业用机箱上，他的功用仍旧是保护和服务。机箱生产商们严肃地进行着一项工作：为用户提供一种保护电气和控制设备的方法，使其免予环境污染、潮湿、温度变化、物理损伤和异常改动等问题。机箱也是电子和控制设备及其线路的终止端和/或安装点。

　　正确的防护

大多数机箱都是用于工厂内的。

　　主要应用领域很宽泛（见相应图示）。调查显示，数据采集与监视控制系统（SCADA）是排在用户数量列表第一位的，紧随其后的是机械控制/数控和运动控制/机器人应用，这些应用在离散生产中很常见，可以被归为一类。连续和混合连续/批处理等应用也是一大类，排在列表的4到7位。于2005年相比，大多数的应用仍旧延续了以前的顺序。
　　虽然保护对于不同的应用场合是不同的（如工作站、PLC、DCS、仪器仪表、人机接口），受访者列举了一些主要的作用（降序排列）：防尘、防水、抗冲水、冷却能力、电磁干扰/射频干扰屏蔽、办公应用/非硬化结构、防爆、耐热和紫外保护。防尘、防水、抗冲水、冷却能力、电磁干扰/射频干扰屏蔽是针对工厂应用的。非硬化处理机箱主要应用在标准的电脑/工作站上。
　　机箱的应用可以根据使用环境和位置可以进一步细化。主要应用在工厂车间里，包括卫生间的冲水和粉尘爆炸环境。半数以下的机箱安装在办公室内，很小一部分（2%）装在室外。
　　在选择机箱供应商时，受访者把可获得性而不是费用作为主要的选择依据。其他的考虑因素包括易用性、是否可以用户自己定制（例如增加一个豁口、改变颜色、增加支架或改变支架的位置）、标准件设计和技术支持。与以前调查唯一的不同点是（第一次包含技术支持）对标准机箱设计的需求。
　　Rittal Corp.的工业贸易和产品开发部经理Troy Miesee说，模块化机箱系统的设计使其应用很灵活，可以扩展容量和尺寸。“随着越来越多的公司进军全球市场，不管他们的产品是一个机箱还是一个完整的系统，能满足应用和特殊要求的标准化设计越来越重要了。这种设计可以方便地添加附件，例如架子、托架和安装盘，这样就可以将多个机箱互连使用，增加了系统的尺寸。”
　　模块化允许设计和安装人员可以在标准平台上配置和建立各种各样的系统，这样可以减少工程和安装时间，并减少机箱的使用。CCS-Inc的产品经理Bill Geese指出了另一个模块化日渐流行的原因：“在大多数生产系统规划中，客户认为机箱是风险最小的部分。因此，机箱的选择一般都在项目的后期需求完全明确的时候确定。这时，工程规划不允许传统意义上的用户自定义了，所以用户就选择可以定制的标准化机箱。”

据受访者反映，机箱的主要用途排序为SCADA（48%）；
机器控制和CNC设计（40%）；运动控制和机器人技术（38%）。

　　调查显示绝大部分机箱材料是碳素钢或不锈钢。在早期的调查中这些材料也占主导地位。最近，铝合金机箱首次取代玻璃纤维和工程塑料，成为排名第三的机箱材料。

　　轻质的铝材
　　任何一种应用都对钢制机箱的硬度、强度、防火有要求。虽然不锈钢具有普通碳钢不具备的抗腐蚀能力，但是两者都很重，不适用于大尺寸、便携式和便于安装的要求。铝质机箱具有轻质的结构（于玻璃纤维和工程塑料类似），又具有钢质的诸多优点。

与两年前相比，不锈钢和铝合金的使用有增长的趋势

　　不锈钢、玻璃纤维和工程塑料的高昂价格使铝合金更加吸引人。Rittal Corp.的Miesse说他的公司对铝合金的需求有增长的趋势。他同时补充道：“只有在把价格作为主要因素的时候，铝合金才能成为继不锈钢和玻璃纤维之后的最佳选择。”
CCS-Inc.的Geese补充道：“石油产品价格的上升使非金属解决方案的应用大受影响。并且，对非金属解决方案实现真正意义上的用户定制是很难低成本实现的，这就不难理解铝合金机箱比非金属机箱更受欢迎了。”
　　对于室内使用的机箱，调查询问了受访者对RoHS（有害物质使用限制指令）对机箱和控制台影响的熟悉程度。大多数（超过90%）的受访者说他们不很熟悉或根本不熟悉。Hoffman公司的产品经理Ron Rotondo 说，RoHS考虑机箱的材料，特别是抗腐蚀电镀层（例如六价铬）和非金属材料（玻璃纤维中的添加剂）。RoHS指令规定了生产中某些物质的使用，以防止危险材料泄露到环境中去。

　　环境上的考虑
　　如果处理得当，符合RoHS的机箱对环境的影响就会很小。RoHS中规定的环境一直在变化。欧盟RoHS指令在2006年7月1日生效。中国和California都采用类似指令。不同行业的用户的知识结构也不同。出口欧洲的机床制造商已经受到了影响，而且立法机关会强制每一个人熟识这些条款。Rotondo指出，Hoffman公司的在线类别标志符合RoHS标志，他也补充道：“时下，我们所有产品有92%符合RoHS，而且在2007年初，用户就可以提出要求并在我们的网站上下载RoHS符合性证书，来建立起他们的技术文档。”
　　用户可能对机箱的能力习以为常，因为大多数产品已经很好地适应了市场的变化和要求，真正做到了：保护和服务。
作者信息：Dick Johnson是Control Engineering的责任编辑。他的邮箱是djtheme2003@aol.com.

Hoffman

ITSEnclosures 的ID42机箱可以工作在恶劣环境下。

Bud Industries Inc.

Schneider Square D 提供H-和J-结构PowerPact浇铸壳体式电路断电保护器。

　　机箱产品
　　更多生产商，请登陆：www.cechina.com/buyersguide。
　　系统集成，登陆：www.cechina.integrators
　　也可以登陆公司网站。

　　机箱空调
　　Hoffman公司的4型户内/户外 T4空气调节器能够为壁挂机箱和自由站立式机箱提供高效的辅助制冷。据说它能够具有更宽泛的保护能力并能提供更高的冷却值，使电子控制器和设备免予机箱内部过热引起的故障。此系列有6种型号，区别于引脚和容量。
　　www.hoffmanonline.com
　　Hoffman

Strongarm 人机接口机箱有很多设计可选变更

Rittal Corp.

　　受保护的机箱
　　Rittal公司的按钮机箱包括重值碳素钢和不锈钢两种类型。设计上采用无缝焊接、平滑结合，材料是碳14钢，具有高强度和耐久力。它的特点是在磷酸盐处理过的内外表面上在精涂一层聚氨酯，用来防腐蚀。UL和CL认证，UL Type 4, 4X, 12 and 13。
　　www.rittal-corp.com
　　Rittal Corp.

　　带视窗的机箱
　　Hammond Mfg.的NEMA12,4机箱可装入电子电气设备，用于壁挂式应用，在确保防护能力的同时提供了视窗。它具有隐藏的铰链、吸入式关闭系统和多种尺寸的产品和配件。
　　www.hammfg.com
　　Hammond Mfg. Ltd

　　喷水保护
　　Bud Industries公司的SN系列标准NEMA金属盒子提供了电气喷水保护。有时比前述提到的滴水保护的机箱还要便宜。它的特点是无缝结合和铰接盖，通过不锈钢螺钉和支架夹住基座，达到水密。材料为碳14钢，精涂灰色粉末。这个盒子表面防损，配有碳14钢，涂有灰色粉末的内置板。SN系列满足NEMA 1, 2, 4, 4X, 12, 13和IP65等级。
　　www.budind.com
　　Bud Industries Inc.

　　防止污染
　　Hubbell Wiegmann 公司的N412C型最终系列机箱设计用来安装和保护电子元件免受恶劣、易脏环境影响。在存在泥污、灰尘、油、水或其他污染物的环境中时，这种机箱具有最先进的样式、良好的密封和耐久的表面涂漆。此种机箱有一扇门，安装于墙上，符合UL508，Types 4, 12, & 13等级，CSA认证Types 4, 12, & 13; NEMA/EEMAC Type 4, 12, & 13; 和 JIC EL-1-71。
　　Hubbell Wiegmann

　　灵活性设计
　　Schneider Square D的开发者说H-和J-框架PowerPack电路保护器是第一种专门为Square D设计的机箱，提供了在商业和工业中的灵活应用。在需要分支电路隔离和电路保护的应用中，这种机箱以其易安装、内部安装配件和接线端子，为项目承包者和设备经理在15-250A内有了更多的选择。在5个新品种有一个具有NEMA Type 12密封圈尘密的型号和一个不锈钢NEMA Type 4防水和Type 4X防腐蚀的型号。
　　Schneider Square D

　　斜顶工作站机箱
　　Saginaw Control&Engineering的机箱产品用于户内或户外NEMA 12, 4, and 4X应用场合。设计上在顶部采用了一个20°的斜面，防止在潮湿或冲刷环境中有碎片或液体堆积。一个12.5°的斜面间盘台提供了舒适的符合人体工程学的工作表面。
　　Saginaw Control & Engineering

　　加深型玻璃纤维机箱
　　Stahlin的Fatboy加深型J系列玻璃纤维机箱的特点是贝壳状的外表和耐久性，在不增加高度和重量的情况下，提供“额外的空间”。它适合于户内和户外安装，全部是UL/CSA Type 12, 3R, and 4X，且具有IEC 60529规定的机箱极限环境防护等级IP66。Fatboy的轻质、耐久和一片式结构使其不需要边沿配件，这样在修改（孔、切口和通风口）时节省了时间和人力。Stahlin公司独家的玻璃纤维材料确保了自外防护，这种机箱还具有不锈钢闭锁和铰链、可靠的乙烷密封圈、在封盖和基座上的背板和安装法兰。
　　Stahlin Non-Metallic Enclosures

　　人机接口机箱
　　Strongarm生产商说人机接口机箱要求做一些特殊考虑。小尺寸能够减少对操作区域的影响，不过在减小整体容量时，还需注意电缆引入口和留意CD驱动器、气流和其他要点。可选配件包括安装臂、键盘和指示器、冷却机、侧门、外部接口和特殊表面处理。每一个机箱都是组装、测试过的，可以直接交付使用。
　　Strongarm

　　用于冲水环境
　　ITSEnclosures 的ID42 机箱用于严酷的冲水环境。它提供了对PC、21英寸显示器和键盘的保护。他的特点是可调节的搁板在，放置电气设备时具有最大的灵活性，还有双层可回收的人体工程学键盘抽屉/工作表面，提供了对键盘和鼠标的保护。可上锁的门和键盘抽屉增加了安全性。机箱符合NEMA 4X标准，顶部斜面防止潮湿堆积。
　　ITSEnclosures Inc.