因應緊湊型工業控制面板中電磁干擾控制和安全的挑戰

安裝環境越來越緊湊，工業網路控制面板設計人員在管理電磁干擾 (EMI) 及保護操作人員安全時，面對重大挑戰。這需要精心規劃和謹慎選擇組件，以確保在小型覆蓋區下滿足作業需求和監管要求。

安全是關鍵要求，不過在工業網路中，控制面板對安全的要求可能因位置而異，而危險環境對安全的要求更為嚴格。因此，網路設計人員需部署各種不同的安全解決方案。

此外，為達到環境耐用性和控制電磁干擾，裝置必須依其機械、滲入、氣候／化學、電磁 (M.I.C.E.) 屬性指定和選擇，同時還需考量各別實際需求。這包括控制面板佈線解決方案 (如管道)，用以屏蔽敏感線路不受輻射雜訊影響，並提供高達 20 分貝的雜訊抑制，以及降低 90% 的雜訊電壓。

不同的安裝環境對侵入防護 (IP 等級) 的要求也各不相同。緊湊型 LED 燈通常用於一般照明，並能向操作人員清楚指示機器和控制面板的狀態，以便一目了然。

本文涵蓋 Panduit 和 Banner Engineering 的各種控制面板產品，包括內外的產品，設計人員可加以運用，最佳化控制面板配置、縮小面板尺寸、簡化整合，而不會影響效能。

網路設計人員需要一系列安全解決方案。Banner Engineering 的 SC10 和 XS26-2 安全控制器均符合 ISO 13849-1 和 IEC 61508 的要求，支援可編程工業系統中的安全功能，並且針對不同類型的應用經過最佳化。

SC10 和 XS26-2 安全控制器的一些主要區別在於其可擴展性、I/O 點數量、通訊選項。SC10 是一款緊湊、符合經濟效益的元件，非常適合較小的應用，而 XS26-2 則是可擴展的系統，用於更複雜的機器和操作人員保護。

緊湊型 SC10 系列安全控制器設計用於在狹小空間內取代兩個或多個安全繼電器模組。雖然體積小，卻有強大功能。串聯式診斷 (ISD) 提供多達 70 個連接安全裝置的詳細狀態和效能資料。此資料可透過人機介面 (HMI)、可編程邏輯控制器 (PLC)，以及其他類似的裝置存取，或傳送到雲端。

SC10 控制器具有高度靈活性，並支援多種安全裝置。可使用個人電腦 (PC) 以圖示編程介面進行拖放配置，加速設定和後續管理。此外，還可以使用外部記憶卡，無需電腦即可進行設定和編程。

具有充足的 I/O，包括兩個額定電流各為 6 A 的安全繼電器輸出，以及三組獨立控制的常開 (N.O.) 觸點。在這十個輸入端中，有四個可以設定為非安全輸出端。Banner 提供自動終端最佳化 (ATO) 功能，使用者能夠將標準輸入轉換為非安全輸出，反之亦然，如此，可用輸入的數量從 10 個增加到 14 個。

連接性是 SC10 控制器的另一項關鍵優勢。工業乙太網路介面可支援 256 個虛擬非安全狀態輸出和 80 個虛擬非安全輸入。這些安全控制器還提供乙太網路／IP、PROFINET 和 Modbus/TCP 協定，可連接到各種裝置。

圖 1：SC10-2ROE 安全控制器具有 10 個可設定的安全輸入、兩個 6 A 三通道安全繼電器輸出，並支援 ISD 即時狀態和錯誤資料傳輸。(圖片來源：DigiKey)

針對需要更多 I/O 的更複雜的安裝，設計人員可以選用 Banner 的 SX26-2 系列可擴充安全控制器。這些控制器與 SC10 系列有許多相同的基本功能，並支援更廣泛的工業乙太網路通訊協定，包括 EtherCAT、EtherNet/IP、Modbus/TCP、可編程控制器通訊命令 (PCCC)、PROFINET。

基本型 SX26-2 控制器可連接多達八個 I/O 擴充模組，隨著機械或自動化需求的成長而適應更大、更複雜的應用。除了支援與 PC 連接外，這些控制器還具有整合式顯示器，可即時監控 I/O 狀態，這是複雜控制網路中的重要功能之一。

控制櫃存取

工業控制網路啟動並運作後，有時需要存取控制櫃內的裝置。Panduit 為工業網路設計人員提供兩種方式：支援與機櫃內裝置進行外部連接的資料存取連接埠，以及 VeriSafe 無電壓測試器 (AVT 和 AVT2) 裝置。此裝置可在開啟機櫃直接存取內部裝置前，自動執行並簡化無電壓驗證測試 (圖 2)。

圖 2：Panduit 的 VeriSafe ATV2 無電壓測試器，適用於 Class 1/Division 2 危險場所。(圖片來源：DigiKey)

維修技術人員可由資料存取連接埠從外部連接到控制櫃內部的裝置。具有靈活的模組化設計，允許隨時互換 RJ45 插孔、斷路器、USB 連接埠和其他連接器。符合 UL、CSA、NEMA 等多項標準，並符合 IEC 60529 中定義的 IP65 標準。

VeriSafe 無電壓測試器可在需要維修控制櫃內裝置時，確保技術人員的安全。含燈的按鈕可提供視覺指示，指明可以安全打開櫃子。本系統符合 ISA 12.12.01 和 CSA C22.2 No. 21，以及 IEC 61508 規定的 SIL 3 可靠性要求。

網路中的 M.I.C.E. 和 EMI

Panduit 提供一系列符合 TIA-1005-A M.I.C.E. 要求的工業網路組件指南，包括針對不同地點的各種 IP 等級。Panduit 的 M.I.C.E.等級產品範例，包括 M12 Cat 5e 和 Cat 6A 纜線組件、預先配置的網路區域機櫃 (提供各種乙太網路、光纖、電源、冷卻選項)、額定功率高達 100 W 的工業不斷電系統，以及模組化連接器插頭和配接器。

控制面板佈線方案可提供 EMI 控制，是工業控制櫃設計和安裝重要的一部份。Panduit 有各種佈線管和屏蔽解決方案：

• Panduct 的 PanelMax DIN 軌佈線管相容於標準的 35 mm 或 15 mm 軌。
• Panduct 的 PanelMax 角落佈線管利用外殼中原本未使用的垂直角落空間，可減少整體佈線面積。
• Panduct 的 PanelMax 屏蔽式佈線管有 2"、3"、4" 三種高度，能滿足各種佈線需求。鉸鏈蓋在維護和升級期間保持連接，可防止護蓋遺失，並可作為輔助電線安裝的平台。DRD22LG6 型號高度為 2" (圖 3)。
• Panduct 的 PanelMax 雜訊屏蔽罩，如高 2" 的 SD2EMI 型號，可以單獨使用，也可以安裝在佈線管內，提供高達 20 dB 的降噪和 90% 的電壓降噪 (高達 6" 的空氣間距)。

圖 3：Panduct 的 PanelMax 屏蔽佈線管為敏感應用提供有效的電磁干擾屏蔽。(圖片來源：DigiKey)

監控內部溫度和濕度

監控控制櫃或機器狹小內部空間的溫度和濕度可能不易，但保持高可靠度非常重要。Banner Engineering 推出緊湊型 S15S IO-Link 感測器，可滿足這項需求。除了監測溫度和濕度外，還能監測露點。

S15S 使用其溫度和濕度感測器的資訊計算露點。具有緊湊的設計和 IO-Link 連接，因此適合安裝在擁擠的控制櫃或機器內部。

使用者可以選擇感測器報告的溫度、濕度、露點等特定資料點。這些裝置的參數可以隨時調整，以支援不同的產品或操作條件。整合式診斷功能包括裝置狀態、警告、錯誤。

照明 + 指示

照明在工業機械設計中往往被低估，因而也未被充分利用。正確整合後，LED 可以用來提供任務照明、多色效能指示，以及警示。

單一的多功能照明裝置可以節省空間並提升視覺網路管理。部分多色 LED 照明單元有撓性，可以安裝在曲面上。Banner 有數千種照明選擇，為設計人員提供豐富的自由度，能客製化和增強機器的外觀和視覺效能。

眾多選項包括多色塔燈、含整合式按鈕開關的燈 (能發出不同色光，指示系統狀態)，以及含整合式分段顯示器的燈 (可量化重要的效能參數)。還有 WLS27 系列 LED 燈條工作燈，既可用作白光工作照明，又具有多種色彩可指示狀態，以及 WLF12 Pro 撓性多色燈條，可安裝在曲面上 (圖 4)。

圖 4：Banner Engineering 提供的數千種工業照明和指示解決方案範例。(圖片來源：Banner Engineering)

結論

工業網路設計人員運用 Banner Engineering 和 Panduit 的完整的產品，能開發緊湊、高效能的控制面板、工業網路、機器。無論需要操作人員或機器安全、電磁干擾控制、視覺化網路管理、環境監控或其他功能，工業網路設計人員都可以在 DigiKey 從 Banner Engineering 和 Panduit 取得解決方案。

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