Series 09 Keypad water (detail)

HMI控制元件的IP防护等级

常见问题

专业知识

即使面对粉尘、潮湿环境或高压清洗,也能实现可靠运行

无论是在机械设备制造、食品加工、商用车辆还是轨道交通领域,控制元件都必须能够适应其实际应用环境。

IP 防护等级用于衡量 HMI(人机界面)控制元件抵御灰尘、异物和水分侵入的能力。针对不同工况,EAO 提供多种防护等级的人机界面解决方案。从机械设备中的前端密封设计,到适用于潮湿环境和车辆清洗场景的全封闭防护方案,都能够满足不同应用需求。

需要注意的是,产品的防护等级会因系列、具体型号以及接线方式的不同而有所差异。

轻松了解IP防护等级

IP防护等级用于说明设备外壳对外部环境影响的防护能力,帮助用户根据实际工况选择合适的控制元件。

IP等级通常由两位数字组成:

  • 第一位数字表示对人体接触和固体异物(如灰尘)的防护能力;
  • 第二位数字表示对水和湿气侵入的防护能力;
  • 如果某项测试未进行验证,则以字母 X 表示。

IP防护等级依据IEC 60529标准制定,在德国对应标准为DIN EN 60529。

针对道路车辆应用,ISO 20653在此基础上进行了补充,增加了如IP6K7和IP6K9K等专门适用于车辆应用的防护等级。

IP65、IP67 与 IP69K 有什么区别?

防护等级

防护能力

典型应用场景

IP65

防尘,可承受来自任意方向的喷水

机械设备、户外安装环境

IP67

防尘,可承受短时间浸水(1米水深、30分钟)

潮湿区域、受保护的安装位置

IP69K

防尘,可承受高压高温水流冲洗

食品加工设备、清洗系统

IP6K7

满足更严格的车辆防尘测试要求,并具备与IP67相当的浸水防护能力

商用车辆

IP6K9K

符合ISO 20653的高压热水冲洗要求

洗车设备、专用车辆

重要提示:IP67 并不自动包含IP65。

浸水测试与喷水测试属于两种不同的测试项目。

如果产品既需要满足喷水防护要求,又需要满足浸水防护要求,则必须明确标注双重防护等级,例如:

  • IP65/IP67
  • IP66/IP67

如何选择合适的防护等级?

机械制造设备

对于一般工业环境,根据安装方式的不同,前端达到IP54或IP65通常已经能够满足需求。

这种设计既能提供足够的环境防护,也便于后部接线和维护。

户外应用

对于安装在遮蔽区域的户外控制元件,IP65 通常是较为常见的最低要求。

该等级能够有效防止灰尘进入,并可抵御来自各个方向的喷水。

商用车辆

对于需要频繁清洗的车辆应用,符合ISO 20653标准的IP6K7和IP6K9K尤为重要。

与IEC 60529的标准测试相比,车辆行业的测试条件通常采用更高水压和更近喷射距离,因此要求更加严格。

食品工业

在需要定期进行高压清洗的食品加工环境中,仅依靠前端密封往往无法满足要求。

根据清洗工艺的不同,可能需要达到IP67或IP69K防护等级。

除了前面板之外,还需要同时考虑:

  • 外壳结构
  • 后部面板
  • 连接器
  • 电缆接口

等部位的整体防护能力。

前端密封与全封闭防护有什么区别?

控制元件标注的高IP等级,并不一定代表整个产品都具备相同的防护能力。

许多控制元件仅在操作面(前端)达到较高的防护等级,而产品背面及连接器部分的防护等级可能相对较低。

对于以下应用场景:

  • 长时间接触液体
  • 短时浸水
  • 高压高温清洗

通常需要采用全封闭设计。

不过,更高等级的密封也意味着散热难度增加。

因此,对于发光按钮、键盘以及其他电子化控制元件而言,散热设计同样是产品选型时需要重点考虑的因素。

此外,连接器也必须满足相应的防护等级要求,并通过对应标准的测试验证。

EAO如何看待IP防护设计?

EAO从系统层面考虑防护性能,而不仅仅关注单个元件。

一个可靠的防护方案需要多个环节协同工作,包括:

  • 前框与密封件
  • 外壳与安装开孔
  • 控制元件与电子组件
  • 连接器与接线方案

只有整个系统的各个部分相互匹配,才能真正实现预期的防护效果。

因此,EAO能够针对机械设备、商用车辆、轨道交通以及潮湿应用环境等不同场景,提供相应的HMI解决方案。

应该选择哪种IP防护等级?

如果您正在进行产品选型,可参考以下建议:

  • 灰尘环境及偶发性溅水:IP54或IP65
  • 来自不同方向的喷水环境:IP65或IP66
  • 短时间浸水环境:IP67
  • 高压高温清洗环境:IP69K
  • 车辆清洗及特殊车辆应用:IP6K9K
  • 同时面临多种环境影响:请确认产品是否具备相应的组合防护等级

正在寻找符合特定IP等级要求的HMI产品?

您可以通过EAO产品配置器筛选合适的控制元件,或查阅相关产品系列的技术资料和产品数据手册,以确认具体产品能够达到的防护等级及适用条件。

免责声明

本文基于EAO多年的人机界面应用经验编写,旨在为产品选型提供参考。

内容仅作为技术指导,不构成具有约束力的技术建议。实际应用中,应始终以相关标准、法规要求以及产品技术文件为准。

常见问题(FAQ)

IP防护等级是什么意思?

根据IEC 60529标准,IP防护等级用于表示外壳对异物和湿气侵入的防护能力。IP代码由两位数字组成,分别表示防尘和防水等级。如果使用字母X,则表示对应项目未进行测试。

IP防护等级中的第一位数字代表什么?

第一位数字表示产品对固体异物侵入以及人体接触危险部件的防护能力。

数字

含义

0

无防护

1

防止大于50mm的异物进入

2

防止大于12.5mm的异物进入

3

防止大于2.5mm的异物进入

4

防止大于1mm的异物进入

5

防尘

6

完全防尘

IP防护等级的第二位数字代表什么?

第二位数字表示产品对水和湿气侵入的防护能力。

数字

含义

0

无防护

4

防止来自各个方向的溅水

5

防止来自各个方向的喷水

6

防止来自各个方向的强力喷水

7

防止短时间浸水(1米水深,30分钟)

9

防止短时间浸水(1米水深,30分钟)

IP65、IP67和IP69K有什么区别?

  • IP65:可防止来自各个方向的喷水。
  • IP67:可承受1米水深、持续30分钟的短时间浸水。
  • IP69K:可承受最高约100 bar、80°C的近距离高压热水冲洗。

需要注意的是,这三项属于不同的测试项目,测试结果彼此独立,并不存在自动叠加的关系。

IP67是否包含IP65的防护能力?

不包含。

根据 IEC 60529标准,喷水测试(等级5和6)与浸水测试(等级7和8)属于不同测试项目。

因此,获得IP67认证的产品并不意味着已经通过喷水测试。如果应用同时要求具备喷水和浸水防护能力,则应明确要求产品具备组合防护等级,例如:

  • IP65/IP67
  • IP66/IP67

IP67、IP69K与IP6K7、IP6K9K有什么区别?

IP67和IP69K依据IEC 60529标准定义。

字母K则源自ISO 20653(原DIN 40050-9)车辆测试标准。

与 IEC 60529相比,IP6K7和IP6K9K的测试条件更加严格,采用更高压力以及更近的喷水距离,更符合车辆清洗系统等实际应用工况。

食品加工行业适合选择哪种防护等级?

食品加工设备通常需要采用高温高压水进行清洗。

在此类应用中,仅依靠前端达到IP65防护等级通常无法满足要求。

对于高压热水清洗环境,通常需要选择具备IP69K防护等级的产品。而 IP67 主要用于描述产品在短时间浸水条件下的防护能力。

实际所需的防护等级应根据具体清洗工艺以及整体安装系统进行评估。

为什么更高的IP防护等级不一定是最佳选择?

密封等级越高,外壳散热能力通常越弱。

对于带有电子元件的控制产品,例如发光按钮或键盘,全封闭设计会增加热管理和散热设计的难度。

因此,防护等级的选择应基于实际应用环境,而不是单纯追求最高等级。最适合的防护等级才是正确的选择。

IP防护等级与NEMA Type有什么区别?

根据IEC 60529标准,IP防护等级描述了外壳对灰尘和水的防护能力。而根据NEMA 250标准,NEMA防护等级还测试了IP标准未涵盖的其他特性:耐腐蚀性、抗结冰性以及机械强度。因此,在北美,诸如《国家电气规范》(National Electrical Code)等法规通常要求标注NEMA防护等级,而非IP防护等级。

依据IEC 60529定义的IP防护等级主要用于描述产品抵御灰尘和水侵入的能力。

而依据NEMA 250定义的NEMA Type评级,除了考虑灰尘和水之外,还会评估:

  • 耐腐蚀性能
  • 防结冰能力
  • 机械强度

因此,在北美市场中,美国《National Electrical Code(NEC)》等法规通常要求符合NEMA Type等级,而不仅仅是IP防护等级。

UL 50E对HMI控制元件意味着什么?

UL 50E是由美国保险商实验室(Underwriters Laboratories,UL)发布的电气外壳测试与认证标准。

该标准规定了外壳获得特定NEMA Type等级所应满足的测试要求。

对于美国市场而言,UL 50E发挥的作用与欧洲采用的IEC 60529类似,但其采用的是不同的测试方法、水量和压力要求。

IP防护等级是否自动对应某种NEMA Type?

不是。

IP和NEMA使用不同的测试方法,因此两者之间只能进行近似比较。

NEMA提供了参考对应关系,说明某种NEMA Type至少相当于哪些IP防护等级。

但反向并不成立。

通过IP测试的产品,并不意味着其自动符合对应的NEMA Type要求或获得NEMA认证。

为什么IP防护等级通常不足以满足美国市场要求?

美国法规(例如 National Electrical Code)通常要求产品通过相应的NEMA Type认证,而不是仅具备IP防护等级。

即使产品在技术层面具备相似的密封性能,如果没有完成UL或NEMA相关认证,通常仍无法满足美国市场的合规要求。

因此,HMI系统在客户现场的适用性验证以及相关证明责任通常由客户承担。如存在疑问,建议在实际工况条件下进行验证测试。

是否存在与IP69K对应的NEMA等级?

没有完全对应的NEMA等级。

NEMA 4X涵盖了冲洗环境要求,但并不包含IP69K所规定的高压高温水流测试条件。

因此,对于涉及高压热水清洗的应用,需要根据实际工况单独确认所需的测试标准和认证要求。

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