Gabinetes HMI para panel PCs e telas touch

Três maneiras de alojar um display

Os panel PCs e HMIs são projetados para serem montados em uma placa de montagem: a moldura e sua vedação vedam a parte frontal, e a eletrônica fica atrás da placa, protegida pelo gabinete que a envolve. Existem três formas comuns de fornecer essa placa e essa proteção:

• Na porta de um gabinete de controle. A tela torna-se a face do operador de um gabinete maior que também abriga fontes de alimentação, E/S e terminais. Em um gabinete de sobrepor (montagem em parede) NEMA4 Enclosure com a configuração de panel PC, a porta é cortada a laser para a abertura exata do painel do panel PC IMD que você escolher, rebarbada e equipada com prisioneiros de montagem antes do envio.
• Em um gabinete HMI. Uma carcaça fina construída em torno de uma tela, para uma tela em um braço, suporte ou estrutura de máquina. Os nossos são de aço inoxidável 304, cortados para um panel PC IMD de 7 pol a 23.8 pol, ou para um monitor touch IMD com um mini PC IMD em um suporte atrás dele, com uma tampa traseira com vedação, VESA 100 traseiro e uma faixa de operador opcional.
• Em um gabinete personalizado. Quando uma tela compartilha uma carcaça com outros dispositivos, ou o tamanho é incomum, um gabinete personalizado é desenhado em torno do layout.

A opção de porta é adequada para um display que faz parte de um painel de controle. O gabinete HMI é adequado para um display que deve ficar onde o operador está, longe do painel de controle, com apenas cabos de rede e energia entre eles.

A abertura do display e a vedação frontal

Um panel PC faz a vedação contra a frente do painel com sua própria vedação, fixado por grampos ou prisioneiros por trás. Três números do manual de instalação do dispositivo determinam se ele garante a vedação:

• Tamanho do recorte e tolerância. Os manuais de HMI geralmente fornecem o recorte com uma tolerância estreita de um lado, por exemplo, +1 / -0 mm, ou +0.5 / -0 mm em alguns modelos. Se for muito pequeno, a unidade não caberá; se for muito grande, a vedação pode não cobrir a borda.
• Faixa de espessura do painel. Os clipes funcionam em uma faixa especificada, por exemplo, de 1.6 a 5 mm em um manual de HMI. Um painel fino também pode empenar sob o aperto, e um manual alerta que uma parede de instalação fina pode precisar de reforço.
• Torque de aperto. Um fabricante especifica de 2.3 a 2.6 N·m nos parafusos do grampo "para fornecer uma vedação adequada" e alerta que a vedação é uma vedação por compressão, portanto, compostos de vedação não devem ser utilizados.

A classificação frontal de um HMI aplica-se apenas conforme instalado: um manual afirma que sua classificação frontal se aplica "no painel frontal quando devidamente instalado em um gabinete". As vedações envelhecem, e os fabricantes de HMI recomendam substituí-las periodicamente; um deles diz pelo menos uma vez por ano. O guia de recortes e janelas HMI tem mais informações sobre recortes para outros HMIs. Para nossos gabinetes HMI e portas de panel PC, a abertura é cortada para o panel PC específico da IMD, portanto, o recorte corresponde a essa unidade.

O que significa IP65 na parte frontal

Um código IP65 sob IEC 60529 tem duas partes. O primeiro dígito 6 significa fechado contra poeira: não há entrada de poeira. O segundo dígito 5 significa protegido contra jatos de água: o teste IPX5 usa uma mangueira de 6.3 mm entregando 12.5 L/min de 2.5 a 3 m. IPX6, o nível "jatos poderosos" de um gabinete IP66, usa uma mangueira de 12.5 mm a 100 L/min. Assim, uma frente IP65-type suporta uma mangueira de lavagem, mas é um teste mais leve do que aquele ao qual um corpo de gabinete NEMA 4X-type / IP66 é classificado.

Em áreas de lavagem sob pressão, isso significa:

• Enxágue a tela e a moldura; não aponte uma mangueira ou lança diretamente para a borda da vedação do display.
• A lavagem sob pressão quente e de curto alcance é um teste diferente (IPX9 ou IP69K), para o qual nem o selo da tela nem o gabinete são classificados pelo fabricante. Veja gabinetes para lavagem em alimentos e bebidas.
• O conjunto final é classificado pelo seu componente mais fraco. A regra da NEMA é que a classificação de um conjunto instalado em campo é limitada pela classificação menos severa de seus componentes, portanto, cada prensa-cabo e abertura no gabinete precisa de pelo menos a mesma classificação.

A tabela de classificação IP explica cada dígito e como os códigos IP se relacionam com os tipos NEMA.

Montagem VESA ou montagem em painel?

Um display para montagem em painel veda-se em um painel, e o painel precisa de algo para segurá-lo. Um suporte VESA é a outra metade desse problema: um padrão de furação na parte traseira que permite que um display ou carcaça seja colocado em um braço, pedestal, garfo ou suporte de parede.

O padrão VESA Flat Display Mounting Interface (FDMI, frequentemente chamado de suporte VESA) possui partes divididas por tamanho de tela. A Parte D cobre telas planas de 12 pol a 22.9 pol na diagonal com peso de até 14 kg (30.8 lb). Seus suportes centrais são os padrões quadrados conhecidos: 100 × 100 mm (MIS-D 100) e 75 × 75 mm (MIS-D 75, para telas de até 8 kg), fixados com parafusos mecânicos M4. Telas maiores utilizam a Parte E (23 pol a 30.9 pol, até 22.7 kg, interfaces de seis furos) e a Parte F (31 pol a 90 pol, interfaces de múltiplos furos).

Nossos gabinetes HMI possuem VESA 100 na parte traseira, portanto, todo o invólucro selado, incluindo a tela, é montado em um braço ou suporte feito para esse padrão. Duas verificações antes de você encomendar o braço:

• Peso. Classifique o braço para a carcaça mais a tela, não apenas a tela, e mantenha-se dentro do limite da peça VESA.
• Rota do cabo. Braços que inclinam e giram precisam de um laço de cabo que não force os prensa-cabos no final do curso.

Como em qualquer gabinete com classificação de tipo, fixe a carcaça pelos seus pontos de montagem externos; a NEMA observa que muitos gabinetes com classificação de tipo precisam de um meio de montagem externo à cavidade elétrica. Veja o guia de montagem do gabinete.

Calor do panel PC

Um panel PC, ou um monitor touch com um mini PC atrás dele, é uma fonte de calor dentro de uma caixa selada. Sem troca de ar, o calor sai pelas paredes, e os guias térmicos do gabinete usam a relação calor dissipado = k x A x elevação de temperatura, com k em torno de 3.7 W/m²K para o aço inoxidável. Como ilustração da escala: uma carcaça com 0.2 m² de superfície exposta, mantida a uma elevação de 15 °C, dissipa cerca de 11 W. Carcaças HMI esbeltas têm pouca superfície, portanto esta é a verificação que importa.

Para nossos gabinetes, o CAD de referência fornece as dimensões externas de cada tamanho, a abertura da tela e a interface traseira, e o mesmo método fornece o calor que cada um dissipa selado em um braço ou pedestal, onde todas as faces estão expostas:

Dimensões nominais de cada CAD de referência; as dimensões finais são confirmadas com seu pedido. Calor: o que o invólucro selado dissipa em um braço ou pedestal (todas as faces expostas) em um aumento de 10 K (18 °F), k = 3.7 W/m²K.

Compare a última coluna com o consumo de energia do panel PC (ou do monitor touch mais o mini PC) de seu datasheet: um aumento de 10 K acima de uma sala de 25 °C já significa 35 °C no interior, e a temperatura de operação do PC classificada pelo fabricante é o limite que conta.

• Compare o consumo de energia do PC com o que o gabinete pode dissipar, e mantenha o interior dentro da temperatura de operação do PC classificada pelo fabricante em seu datasheet.
• O guia térmico de um fabricante de gabinetes observa que a confiabilidade dos componentes eletrônicos cai pela metade para cada 18 °F (10 °C acima de cerca de 72-75 °F, portanto, alguns graus importam.
• Não adicione uma ventoinha que troque ar externo: isso quebra a vedação, a menos que ela tenha a mesma classificação.

Se os números não funcionarem, escolha um PC de menor potência, mova o PC para o gabinete de controle principal e leve apenas a tela para o operador, ou utilize um gabinete maior. O guia de cálculo de calor do gabinete contém o método completo, e o calculadora de calor do gabinete executa o cálculo para qualquer um de nossos invólucros. Para um panel PC operado de ponta a ponta, dimensionando um gabinete selado para um panel PC de 30 W mostra onde o calor realmente fica retido, na superfície externa, e como medir o aumento real de temperatura.

Sol, reflexo e altura de visualização

Em uso externo e sob claraboias, o sol adiciona calor e ofusca a tela. O guia térmico de um fabricante de gabinetes coloca a carga solar máxima em cerca de 97 W/ft² em grande parte dos Estados Unidos, e seus testes mostraram um escudo solar reduzindo o aumento da temperatura em 25% (apenas topo) a 56% (escudo de sobrepor). Proteja a tela onde puder, com um dossel, uma cobertura ou simplesmente pela orientação; se precisar de uma cobertura em um gabinete personalizado, peça em sua solicitação de orçamento; se podemos fabricá-la é confirmado no desenho do orçamento.

Em ambientes internos, o reflexo tem a ver principalmente com o posicionamento. A orientação da OSHA para estações de trabalho de computadores é posicionar a tela de modo que sua linha superior esteja no nível dos olhos ou abaixo, e perpendicular às janelas. Em um braço articulado, isso significa ajustar a altura do pivô para os operadores que realmente estarão lá, e angular a tela para longe de janelas e luzes brilhantes no teto.

Entrada de cabos e manutenção

Cada cabo que entra no gabinete (energia, Ethernet, USB, um leitor de código de barras) passa por uma abertura que deve manter a vedação. Use prensa-cabos com classificação de pelo menos a do gabinete, dimensionados para o diâmetro de cada cabo, e introduza-os por baixo sempre que possível, para que a água escorra pelas entradas em vez de entrar nelas. Deixe uma folga de serviço no interior para que a tampa traseira possa ser removida sem puxar os conectores, e use conectores com alívio de tensão.

Mantenha o número de entradas pequeno: cada abertura extra é mais uma vedação para manter. Um único cabo de rede e um cabo de alimentação costumam ser suficientes quando o PC executa o software HMI. Para tipos de rosca, tamanhos de furo e torques de prensa-cabo, consulte o guia de recortes e prensa-cabos.

Escolhendo a tela e o gabinete

Comece pelo display. A página do gabinete HMI filtra pelo panel PC da IMD para o qual cada gabinete é configurado, de 7 pol a 23.8 pol. Se você ainda estiver escolhendo o computador, compare industrial panel PCs por tamanho de tela, consumo de energia e temperatura de operação classificada pelo fabricante, então escolha o gabinete com o recorte para esse modelo. Para um display em uma porta de painel de controle, escolha um gabinete de sobrepor (montagem em parede) com a configuração do panel PC. Para qualquer outra coisa, como dois displays, um display com uma fileira de botões ou um HMI diferente, envie o desenho do recorte com uma solicitação de orçamento personalizado; o guia de especificação de gabinete personalizado lista o que deve ser incluído.

Perguntas frequentes

Fontes

1. Visão geral da VESA, Flat Display Mounting Interface (FDMI) (Partes B a F, faixas de tamanho e peso)
2. Wikipedia, "Interface de Montagem de Tela Plana" (padrões MIS-D 75 e 100, pesos, M4 parafusos; da VESA FDMI v1 rev 1)
3. IEC 60529 Ed. 2.2, Graus de proteção fornecidos por gabinetes (Código IP): IP6X, IPX5 e IPX6 condições de teste
4. NEMA, "Perguntas frequentes da NEMA: Gabinetes" (Q15 elo mais fraco, Q16 montagem externa)
5. Manual de hardware da série Pro-face GP4000 (tolerância de recorte, espessura do painel, empenamento, substituição da vedação, classificação frontal)
6. Rockwell Automation, instalação em aço inoxidável PanelView 5510 / Plus 7 (torque do clipe, vedação de compressão)
7. Hammond Manufacturing, seleção de aquecimento (k para aço inoxidável)
8. nVent HOFFMAN, Spec-00488, gerenciamento térmico (confiabilidade, carga solar, protetores solares)
9. nVent HOFFMAN, Spec-01113, teste de protetor solar de sobrepor (montagem em parede)
10. OSHA eTool, Estações de Trabalho de Computadores: Monitores (linha superior no nível dos olhos ou abaixo, perpendicular à janela)