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更小、更灵活的电子设备箱还需要结实耐用
机柜允许安全的和可接入设备的贮存,但会产生危险的热量.
发布时间:2013-07-18     作者:Brian Mordick Hoffman
摘要:技术的进步正在使电子产品在日常商务活动和制造工厂中发挥比以往更大的作用。

 技术的进步正在使电子产品在日常商务活动和制造工厂中发挥比以往更大的作用。增加网络和电子产品最直接的一个影响是,连接设备和网络设备的需求会随之增长,这些设备将从运行状态可以得到仔细监视和控制的中央数据中心被重新布置到分布在各地的网络应用和无线应用中,也就是直接被安防在控制点或活动点上。这样做,通常会增加设备暴露于恶劣制造条件或环境因素下的可能性。为了满足这些不断变化的需求,设备箱解决方案必须能够提供更加灵活和可控制的接入,提供更好的保护性、耐用性以及性能多样性。
  因为元器件变得越来越小,印制电路板(PCB)的密度也就越来越大,更多的电子产品和网络设备便能够放入到更小的空间中。现在,那些曾经需要安放在一个完整尺寸电子设备箱中的控制、网络和安全监控设备,很容易就可以放进一个固定在墙上或者直接安装在机器上的、更小的设备箱中,从而腾出更多宝贵的地面空间。
  壁挂式机柜能够允许工厂业主把电子产品安放在最需要的地方,却不需要把它们暴露在工业环境中。但是,这些小巧、高密度的电子产品会产生大量的热量。所以,理想的电子设备箱应该具有热量管理功能,能适应不断变化的网络需求,并且可以容纳各种各样的应用。
  除了选择与设备大小和地点相符合的设备箱以外,机柜设计者还必须考虑可能影响设备箱完整性的应用挑战和环境状况。极端温度、腐蚀剂或者碰撞都能损坏箱体外壳,最终使里面的电子设备受到这些破坏因素的影响。
  壁挂式设备箱
  在工业设施中,地面空间非常宝贵,很多公司都是通过以能产生的金钱价值为标准所划分的地面空间量来衡量其生产力和生产效率的。因此,安装一个全尺寸的电子设备箱将会占用宝贵的地面空间,从而对工厂的生产力产生损害,因为这些空间本来是可以用来安装生产设备或机器的。
  为了满足网络灵活性的需求,壁挂式设备箱可以通过中间配线架(IDF),一种能够进一步支持无线应用的远程接入点(AP)装置,来延伸数据中心的覆盖范围。中间配线架是一种独立式的或者壁挂式的支架,用于管理和连接终端用户装置与总配线架(MDF)之间的线缆。
  接入点应用利用其专属的、当作中央发射器和接收器的硬件装置来收发无线信号。通过对中间配线架和接入点网络应用的支持,壁挂式设备箱能够协助网络延伸到遥远的地方,用于处理范围广泛的各种运营活动,如工业控制、接入控制、暖通空调、监控、安全/摄像头、通讯、建筑自动化系统等等。
  在选择理想的壁挂式解决方案时,用户应该考虑多种因素,比如,空间限制、设备箱大小、线缆管理以及任何发热问题。壁挂式机柜应该能提供简单易行的设备接入方式。例如,单门机柜能够提供用于保护、安全和设备冷却的、成本效益较高的解决方案,而双铰链门机柜则能使前后设备的接入都很容易,改善线缆接入的同时减少了安装和连接系统元件的时间。
  市面上的壁挂式机柜,大小型号都是标准的,且具有供用户选择的自定义选项,能够支持所有类型的网络和工业电子产品;19英尺支架安装式机柜和传统的背板安装式机柜均是这样。除了设备箱的大小以外,用户还要考虑机柜会从所要安装在的墙壁或者机器上往外伸展多长。为了避免公共过道上的碰撞,机柜延伸一般不应该超过12英寸,但不同的应用会有不同的要求。
  线缆管理
  线缆管理是选择机柜时需要考虑的一个重要方面。恰当有效的线缆管理会带来线缆的整洁有序和对空间与承重的支持。对于需要一个简单解决方案的应用来说,线缆敲孔(knock-outs)可以很容易地把电线引入和引出机柜。但对那些要求较高、必须保证设备箱高度完整性的应用来说,填料压盖版,即设备箱的一个可移除部分,能够提供一个引出线缆的出口,为用户提供另外一个选择。填料压盖板不但能够在不影响设备箱的情况下提供线缆管理,而且还可以允许线缆频繁变化或者增加从而来满足新出现的网络需求。
  除了能提供环境保护和线缆进出机柜的管理功能以外,内部线缆的条理有序还可以在支持频繁线缆移动、增加和变化(MACs)的同时把应力点的数目减少到最少。为了满足这些需要,壁挂式设备箱必须带有垂直和水平的线缆管理器。这样处理才能让机柜支持各种网线,提供灵活的线缆管理性能。
  热量管理是选择设备箱解决方案的另外一个重要因素。电子产品和网络设备会产生热量,它们需要通过热量管理来防止元器件过热。无论是简单被动的冷却还是复杂的解决方案,热量管理功能都应该与内部设备所产生的热量数量相适应。最先进的壁挂式机柜能够把保护、支撑和接入与集成的热量管理有机地结合在一起,从而形成一个全面的设备箱解决方案。
  设备箱外壳材料
  要想保护电子产品和设备免受恶劣工业条件的影响,就需要采用把这些装置与周围环境隔离开并起保护作用的电子设备箱和机柜解决方案。作为传统钢材料设备箱的一个替代选择,非金属设备箱解决方案能够为不断暴露在腐蚀性化学品或温度变化中的应用提供坚实的耐用性和延长的使用寿命。
  目前两种比较流行的非金属材料是玻璃纤维和聚酯。并且,非金属材料机柜可以让Wi-Fi信号自由穿越,在保护设备的同时又不会妨碍信号。
  玻璃纤维
  玻璃纤维是网络应用中一种常见的非金属材料,因为它具有抗化学品腐蚀和极端温度变化的特性,能够在腐蚀性环境中为不锈钢材料提供一种高成本效益的替代选择。玻璃纤维由一种高性能的工程复合树脂所合成,这种材料的外壳通常由以下两种方法中的一种来制成:压缩模塑法或喷射成形法。
  压缩模塑法,就是用精准设计的模具创造出部件的一致性和材料的稳定性,并且采用一种叫做片状模塑料(SMC)的材料,即长玻璃纤维着色聚酯树脂。这种长玻璃纤维具有优质的强度,并且,当与紫外线抑制剂和氢氧化铝合成时,能够抵制材料的退化。
  而且,这种复合材料能够让设备箱外壳达到UL 94 5V等级的阻燃标准,该标准用来区分材料的燃烧速度、熄灭时间、抗熔滴能力以及熔滴是否会燃烧。根据工业控制设备的安全标准,这个等级是UL 508外壳所能达到的最佳性能指标。
  制造玻璃纤维设备保护箱的第二种方法,即手工敷层或喷射成形工艺,也具有类似的优点。这种工艺下的模塑也能在达到UL 94 5V阻燃等级的同时保证部件的一致性和材料的稳定性。并且,其浓重未填料的着色外部凝胶保护层能够为抵抗环境污染或暴露提供坚实的保护。
  聚酯
  使用聚碳酸酯/聚酯混合物制造非金属设备箱外壳是一种比较新的科技发展。作为对传统非金属设备箱外壳的一种替代选择,其热塑材料具有较高的抗冲击能力、改善的电气性质和优良的抗化学品和抗潮湿性能。
  与玻璃纤维外壳会在极端压力下断裂的性质不同,聚酯材料能够承受巨大的压力而不会碎裂。并且,聚酯还会因为其内在的耐用性而不太容易受刮擦和磨损的影响。因为其阻燃特性,即使在极端的温度环境中聚酯也能表现良好,与火接触时不会燃烧。另外,聚酯的抗腐蚀性和抗化学性还能使这些外壳经受得起大量溶剂、碱和酸的侵蚀。
  此外,由于聚酯不会产生微尘,即使在工作现场也能很容易地进行钻孔和冲压镂空作业且不会污染环境。因为没有玻璃微粒,聚酯不会受到纤维开花的影响,这就大大降低了产品污染和皮肤刺激的危险,同时也减少了工具磨损。并且,用可回收、热塑成分合成的聚酯材料也是一种生态友好型设备箱外壳材料。
  总结
  通过了解市面上的设备箱选择、以及其优点和性能特点,机柜设计者能够为任何应用选择出理想的解决方案,无论是受限空间里的应用还是有害环境中的应用。采用合适的设备箱外壳,对保障持续的网络功能大有帮助,而保障网络功能又会反过来提高工厂整体的运营效率和生产力。