工業(yè)級(jí)綜合布線產(chǎn)品

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綜合布線系統(tǒng)自上世紀(jì)八十年代以來(lái)，經(jīng)過(guò)二十多年的風(fēng)風(fēng)雨雨，已經(jīng)成為建筑物和民用住宅內(nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電話系統(tǒng)中最常使用的傳輸介質(zhì)，在建筑物中的其它智能系統(tǒng)(如：BA、一卡通、公共廣播、安全防范、會(huì)議系統(tǒng)等)，也開始采用綜合布線系統(tǒng)作為其傳輸介質(zhì)。由此，可以認(rèn)為建筑物中的大多數(shù)智能系統(tǒng)(其中還包括：視頻點(diǎn)播、視頻會(huì)議、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)、KVM系統(tǒng)、電子教學(xué)、醫(yī)療信息系統(tǒng)等等)采用綜合布線系統(tǒng)作為其傳輸介質(zhì)。

有必要說(shuō)明的是：現(xiàn)在市場(chǎng)上見到的絕大多數(shù)綜合布線產(chǎn)品都使用商用等級(jí)，即可以用于商業(yè)建筑、商場(chǎng)、辦公大樓、展覽館等常規(guī)的應(yīng)用領(lǐng)域。在一些環(huán)境比較惡劣的建筑中，這些產(chǎn)品可能無(wú)法勝任。在電子元件中，分有商用級(jí)、工業(yè)級(jí)和軍用級(jí)產(chǎn)品，同樣，在綜合布線的產(chǎn)品分類中，也有商業(yè)級(jí)和工業(yè)級(jí)產(chǎn)品之分。

同樣，在工礦企業(yè)、船舶等場(chǎng)合，也已經(jīng)有了許多綜合布線系統(tǒng)的安裝實(shí)例，其中有許多工廠內(nèi)甚至已經(jīng)領(lǐng)先于商業(yè)建筑物，使用了7類布線產(chǎn)品。但是，在環(huán)境惡劣的工礦企業(yè)中，綜合布線系統(tǒng)的產(chǎn)品仍然不能抵御環(huán)境因素所帶來(lái)的影響。例如：

在粉塵飛揚(yáng)的廠房?jī)?nèi)，粉塵會(huì)進(jìn)入模塊，造成傳輸故障;

在商場(chǎng)、展覽館等建筑物的地面上，經(jīng)常會(huì)裝有地面插座盒，如果遇到清洗地板等情形時(shí)，水及其容易流到插座盒內(nèi)、留在插座盒的底部，甚至淹沒(méi)整個(gè)插座盒;

在油性液體、酸堿性液體可能會(huì)流淌的生產(chǎn)線旁，如果有綜合布線系統(tǒng)的雙絞線，則護(hù)套層容易老化、變質(zhì);

在賓館衛(wèi)生間、需要沖洗的墻面上，如果安裝有插座，則它們將面臨著被水沖淋的威脅;

在水蒸氣彌漫的場(chǎng)合中，插座及其容易短路，而且只有等到水蒸氣散盡插座才能回復(fù)正常的傳輸狀態(tài);

在強(qiáng)電機(jī)、空調(diào)、變電箱、沖床等大功率設(shè)備旁，電磁輻射十分強(qiáng)大，經(jīng)常造成攝像機(jī)出現(xiàn)白屏和黑屏，同樣也會(huì)造成綜合布線系統(tǒng)傳輸時(shí)斷時(shí)續(xù);

在高溫或低溫場(chǎng)合，綜合布線系統(tǒng)的塑料層會(huì)發(fā)生變化、傳輸速率也會(huì)變化;

…… ……。

當(dāng)常規(guī)的綜合布線產(chǎn)品面臨上述的環(huán)境時(shí)，且不說(shuō)它們的使用壽命會(huì)大大縮短，更主要的是傳輸可能會(huì)變得不穩(wěn)定，甚至是傳輸中斷，這些都是任何人所不希望看到的。另外，在工礦企業(yè)中，設(shè)備的安裝往往也不是安裝在墻面上，而是向BA系統(tǒng)一樣，安裝在控制箱內(nèi)的DIN導(dǎo)軌上。

以上這些，直接影響了工礦企業(yè)中信息傳輸系統(tǒng)的普及，更進(jìn)一步說(shuō)，環(huán)境影響了工礦企業(yè)中的信息管理系統(tǒng)(如OA、MIS、MRP、ERP等等)的應(yīng)用，使現(xiàn)代化進(jìn)程中出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。

在綜合布線系統(tǒng)已經(jīng)普及的今天，各綜合布線廠商已經(jīng)將注意力對(duì)準(zhǔn)了工業(yè)環(huán)境中的信息傳輸這一課題。因此就形成了工業(yè)級(jí)線纜和工業(yè)接插件。

工業(yè)接插件

目前已經(jīng)面世的工業(yè)接插件主要是防塵、防水和防電磁干擾的接插件。它主要參照的標(biāo)準(zhǔn)為中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4208-93《外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)》、IEC標(biāo)準(zhǔn)(IEC 60329-2001)《Degrees of protection provided by enclosures (IP Code)》或Nema 250-2003《Enclosures for Electrical Equipment (1000 Volts Maximum)》。總體來(lái)說(shuō)，主要有以下幾種造型的產(chǎn)品(由于工業(yè)接插件是外殼與模塊配套，因此在本文中僅介紹德特威勒公司的幾種典型的工業(yè)接插件產(chǎn)品)：

IP44等級(jí)的模塊盒

該模塊盒為IP44等級(jí)，

即防塵能力為可以防直徑為1毫米的粉塵，防水能力為可以防濺水。外殼采用防碎裂設(shè)計(jì)。模塊盒內(nèi)可以安裝2個(gè)6類或7類屏蔽或非屏蔽模塊。

IP44等級(jí)屬于中間等級(jí)，它具有一定的防塵、放水效果，但并沒(méi)有達(dá)到極限。在市售的地面插座盒等產(chǎn)品中，也經(jīng)常能看到IP44的字樣。

本文顯示的IP44模塊的電纜進(jìn)線孔在頂部，可以穿入1～2根6類或7類雙絞線。

外型尺寸為85(寬)×75(高)×57(厚)mm。

IP67等級(jí)的模塊底座/插頭保護(hù)罩

這一套模塊/插頭保護(hù)裝置為IP67等級(jí)，即防塵能力為“塵密”，防水能力為“短時(shí)間水浸”。并具有360全方位屏蔽能力。在目前看來(lái)，當(dāng)模塊放在水中短時(shí)間浸泡而不會(huì)影響性能，只是設(shè)計(jì)師和使用者最為感興趣的。

模塊底座從后部進(jìn)線，可以穿入1根6類或7類雙絞線。其外型尺寸為74(寬)×55.15(高)×79(深)mm。

插頭保護(hù)罩可以與模塊底座鎖死，以達(dá)到總體IP67的水平。其中可以安裝1個(gè)6類或7類插頭。

由右圖中可以看出，與電纜連接的都是標(biāo)準(zhǔn)的電纜防水接頭，它可以拆下，以便于電纜安裝。在電纜防水接頭旋緊后，水無(wú)法從該處進(jìn)入其中。由于防水接頭內(nèi)采用從外圍向內(nèi)壓緊方式，因此線纜上均勻受力，不會(huì)損傷線纜的傳輸能力。

IP20等級(jí)的導(dǎo)軌式模塊盒

DIN導(dǎo)軌是一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的模塊連接方式，使用面非常廣，在樓宇自控的控制箱、電力配電箱等場(chǎng)合都可以看到它的蹤影。由于在DIN導(dǎo)軌已經(jīng)可以安裝以太網(wǎng)交換機(jī)、電源變送器、信號(hào)變送器等各種標(biāo)準(zhǔn)尺寸的工業(yè)設(shè)備，如果能將綜合布線產(chǎn)品與上述產(chǎn)品混合安裝，就可以大大方便工業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與綜合布線之間的相互連接，使應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)得以簡(jiǎn)化。

DIN模塊盒為IP20等級(jí)，即具有最低等級(jí)的防護(hù)能力：防12.5mm物體，不防。它的特點(diǎn)是可以卡在DIN導(dǎo)軌上，并只占用1個(gè)單元的寬度。該模塊盒可以做到與其它工業(yè)設(shè)備親密整合，會(huì)起達(dá)到美觀、諧調(diào)的作用，對(duì)于工業(yè)界的設(shè)計(jì)人員具有極好的親和力。

在每個(gè)導(dǎo)軌式模塊盒內(nèi)可以安裝1個(gè)6類或7類模塊。如果在導(dǎo)軌上安裝多個(gè)模塊盒，則可以形成DIN配線架。因此它可以用作面板，也可以當(dāng)作現(xiàn)場(chǎng)配線架使用。

工業(yè)級(jí)綜合布線線纜

工業(yè)級(jí)線纜即能夠抵御酸堿腐蝕、振動(dòng)、電磁干擾等等危害的綜合布線線纜(包括雙絞線和光纜)。

工業(yè)級(jí)水平雙絞線的護(hù)套層采用了聚氨脂材料(Polyurethane)，這種材料屬于環(huán)保型材料，它的特點(diǎn)是具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、耐油性和耐屈撓性，特別是耐磨性最為突出。聚氨脂材料常用于制鞋、磁帶、油墨、膠帶等，也用于制汽車零部件、電纜護(hù)套等，在一定的場(chǎng)合中可以取代橡膠制品。在有些水上樂(lè)園中，可以看到一種叫做“水上步行球”的水上娛樂(lè)用品，它的主要材料就是聚氨酯材料。

工業(yè)級(jí)雙絞線可以達(dá)到IP67的惡劣等級(jí)，它與IP67等級(jí)的工業(yè)接插件配合，可以形成完整的IP67等級(jí)的傳輸鏈路，即在整個(gè)傳輸過(guò)程中，無(wú)論是線纜還是接插件都能夠在IP67等級(jí)的惡劣環(huán)境(短時(shí)間浸在水下)中正常工作。

目前已經(jīng)有了一些綜合布線系統(tǒng)的工業(yè)接插件，工業(yè)防護(hù)等級(jí)的雙絞線也將陸續(xù)走向市場(chǎng)。

工業(yè)等級(jí)的綜合布線產(chǎn)品是在現(xiàn)有商用級(jí)布線產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，充分考慮了工業(yè)環(huán)境中的各種因素，重新進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)而形成的綜合布線產(chǎn)品。它具有著各種各樣的特點(diǎn)，適合面各有不同。但價(jià)格也明顯高于商用等級(jí)的同類產(chǎn)品，這與其它產(chǎn)品(如電子產(chǎn)品)中商用級(jí)與工業(yè)級(jí)、軍用級(jí)的價(jià)格差完全類似。

在實(shí)際工作中，工業(yè)環(huán)境中并非必須采用工業(yè)級(jí)綜合布線產(chǎn)品，如果加以適當(dāng)?shù)姆婪?，完全可以使用商用?jí)產(chǎn)品取代大多數(shù)工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。工程設(shè)計(jì)人員和施工人員通?？梢栽谝?guī)劃、設(shè)計(jì)、安裝、增補(bǔ)等階段依次進(jìn)行處理。依據(jù)設(shè)計(jì)理論，越早考慮到可能的危害，并提出相應(yīng)的處理方法，則所付出的代價(jià)越小。

規(guī)劃階段

在規(guī)劃階段中，一切還都是未知數(shù)。規(guī)劃人員可以憑借對(duì)所用設(shè)備、布局的場(chǎng)地規(guī)劃，將綜合布線系統(tǒng)的面板和配線架大多安排到相對(duì)安全的場(chǎng)地中(例如：辦公區(qū)、控制室、儀表室、值班室等)，以便使用商用級(jí)布線產(chǎn)品，做到價(jià)廉性能不減。

在工礦企業(yè)中，辦公區(qū)、控制室、儀表室、值班室中的環(huán)境相對(duì)比較好，在這里安裝商用等級(jí)的綜合布線產(chǎn)品通常不會(huì)有任何的問(wèn)題，而且這些地方本身就是綜合布線系統(tǒng)密集的地方。因此，將配線架和面板大多安排在這些地方，可以起到事半功倍的作用。

設(shè)計(jì)階段

在設(shè)計(jì)階段中，對(duì)于電氣工程師(或弱電工程師)而言，場(chǎng)地、設(shè)備已經(jīng)成為定局，無(wú)法更改。工程師們可以利用自己的經(jīng)驗(yàn)和各種招數(shù)，在大多數(shù)情況下讓綜合布線系統(tǒng)避免適當(dāng)環(huán)境的影響。其中包括：

改變走線路徑

線纜的外護(hù)套層多為PVC材料，它在酸性或堿性液體(或氣體)場(chǎng)合，容易提前老化，造成壽命縮短。因此應(yīng)該盡量讓線纜避開液體和有害氣體、高溫高濕或低溫、電磁干擾集中的地方。

在廠房?jī)?nèi)，多采用橋架敷設(shè)線纜。由于廠房高，所以橋架安裝得也高，因此在設(shè)計(jì)時(shí)如果能橋架上走人考慮，則在施工完畢后如果要添加線纜有著十分大的益處。

改變走線路徑可能會(huì)增加線纜的長(zhǎng)度，因此設(shè)計(jì)時(shí)需要通盤考慮。

在安裝控制設(shè)備的水密箱中安裝面板和配線架

在工礦企業(yè)中粉塵危害是非常普遍的，為了防止粉塵所造成的傳輸故障，在廠房?jī)?nèi)經(jīng)常會(huì)設(shè)有水密箱，其中裝有現(xiàn)場(chǎng)控制用的設(shè)備。如果將面板、模塊、現(xiàn)場(chǎng)配線架安裝在水密箱中，則可以一舉兩得：既可以防水防塵，有可以與設(shè)備有機(jī)地結(jié)合成一體。

水密箱屬于外殼防護(hù)的一種形式，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4208-93《外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)》的規(guī)定，它的防護(hù)等級(jí)可以根據(jù)防塵、防水能力分為多個(gè)等級(jí)。例如：IP67要求外殼防護(hù)能夠達(dá)到“塵密”和“短時(shí)間水浸”兩項(xiàng)要求，而IP55則要求達(dá)到能夠“防塵”和“噴水”兩項(xiàng)要求。

應(yīng)該說(shuō)明的是：在IP代碼中，防水能力為7級(jí)(短時(shí)間水浸，即IPX7)并不意味著能防“噴水”(防水能力為5級(jí)，即IPX5)，如果要求達(dá)到既能“短時(shí)間水浸”和“噴水”兩項(xiàng)要求，則IP代碼為：IPX5/IPX7，因?yàn)樗蛧娝峭耆煌膬杉?。其中X為對(duì)防塵的要求，如果標(biāo)明為IPX，則表示沒(méi)有防塵要求。

在中國(guó)，外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)可以使用國(guó)標(biāo)GB 4208-93，也可以參照最新的IEC標(biāo)準(zhǔn)(IEC 60329-2001)，當(dāng)然如果要想全面考慮對(duì)各種環(huán)境因素的防范，還可以參考Nema 250-2003標(biāo)準(zhǔn)。

事實(shí)上，綜合布線系統(tǒng)中各種工業(yè)接插件所使用的IP代碼與國(guó)標(biāo)GB 4208-93中的規(guī)定完全相同。然而，在符合要求的水密箱(或其它符合IP代碼的箱體)中安裝的綜合布線系統(tǒng)的接插件不必考慮其IP代碼，完全可以使用商業(yè)級(jí)接插件。

另外，如果水密箱中安裝有DIN導(dǎo)軌，并且大多數(shù)設(shè)備是安裝在導(dǎo)軌上，則應(yīng)采用導(dǎo)軌型綜合布線產(chǎn)品，以便與之配套，做到排列統(tǒng)一，并減少因獨(dú)立安裝綜合布線系統(tǒng)的面板和配線架所造成的安裝方式、走線路由、尺寸匹配等諸多困擾。

使用管材、橋架保護(hù)線纜

在腐蝕性液體、腐蝕性氣體中，可以使用全密封的管道或橋架保護(hù)線纜，但應(yīng)充分考慮對(duì)規(guī)定和橋架的密封處理。例如，可以選用無(wú)縫異型不繡鋼鋼管。在船舶中，通常會(huì)使用金屬管保護(hù)電纜和光纜。

使用工業(yè)等級(jí)的綜合布線產(chǎn)品

現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)的最后一招是使用工業(yè)防護(hù)等級(jí)的綜合布線產(chǎn)品。在沒(méi)有任何保護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，必須采用工業(yè)等級(jí)的綜合布線產(chǎn)品，利用它自身所帶有的保護(hù)殼體和護(hù)套層護(hù)住線纜和接插件。這時(shí)，產(chǎn)品自身的防護(hù)等級(jí)就成為必須考慮的問(wèn)題。

安裝階段

到了安裝階段，設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，可以說(shuō)大局已定。這時(shí)，仍然可以憑借現(xiàn)場(chǎng)工程師的權(quán)利，進(jìn)行必要的調(diào)整。例如：

局部更改設(shè)計(jì)

擴(kuò)初設(shè)計(jì)圖紙和施工圖紙是施工中常見的圖紙。如果在綜合布線時(shí)，發(fā)覺防護(hù)等級(jí)出現(xiàn)問(wèn)題，可以借助于出更改單的方式，在設(shè)計(jì)師認(rèn)可的前提下更改設(shè)計(jì)。

使用管材保護(hù)線纜

在安裝空間允許的情況下，更換線纜外的保護(hù)性管材，確保管材的保護(hù)能力能夠抵御現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境保護(hù)要求。當(dāng)然，這時(shí)可能需要注意到的問(wèn)題是管道必須密封，迫使有害的氣體和液體無(wú)法與綜合布線產(chǎn)品接觸。

使用工業(yè)等級(jí)的綜合布線產(chǎn)品

在上述手段都以成為不可能的情況下，只能采用工業(yè)等級(jí)的產(chǎn)品。這時(shí)仍然需注意工業(yè)等級(jí)產(chǎn)品的外型尺寸與商用級(jí)產(chǎn)品的尺寸完全不同，是否能夠在現(xiàn)場(chǎng)安裝取決于現(xiàn)場(chǎng)是否能提供必要的安裝環(huán)境。

增補(bǔ)階段

在設(shè)備已經(jīng)隆隆運(yùn)轉(zhuǎn)后，如果需要添加綜合布線系統(tǒng)，則進(jìn)入了增補(bǔ)階段。此時(shí)此刻，施工人員能夠看到實(shí)際的危害，因此他們可以有的放矢地進(jìn)行采用各種必要的器材和器件，但這時(shí)的施工還要防范安全事故和設(shè)備故障。

由于此時(shí)的施工只能是順勢(shì)而行，因此可能采用的手段不多。大多只能采用工業(yè)等級(jí)的綜合布線產(chǎn)品，以便在不破壞目前生產(chǎn)環(huán)境的前提下達(dá)到信息傳輸?shù)哪康摹?/p>

以上描述了在工業(yè)環(huán)境中對(duì)綜合布線產(chǎn)品的應(yīng)用分析。對(duì)于設(shè)計(jì)工程師而言，都十分清楚的知道：如果能在性能和價(jià)格中找到最佳的平衡點(diǎn)，那設(shè)計(jì)成果才是最為滿意的成果。對(duì)于業(yè)主方的工程師而言，能在性能、價(jià)格和日后的維護(hù)中找到最佳的平衡點(diǎn)，那這樣的布局將是最能被接受的。

過(guò)去，在電子行業(yè)中，曾經(jīng)討論過(guò)一個(gè)話題：同樣一個(gè)產(chǎn)品，具有相同的技術(shù)指標(biāo)，先進(jìn)國(guó)家可以使用三流器件來(lái)制造，而落后國(guó)家卻只能用一流器件來(lái)制造，這實(shí)際上就是一個(gè)器件之間互為平衡的問(wèn)題。因此，如何綜合評(píng)估綜合布線產(chǎn)品與其它保護(hù)材料之間的異同點(diǎn)，選擇最佳的解決方案，是工業(yè)環(huán)境中綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)所不可逾越的問(wèn)題。

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