IoT & IIoT
Di seguito è riportata un'introduzione ad alcune specifiche speciali del network
Power Input
L'alimentazione è la priorità.
In genere, c'è un'alimentazione comoda nella parte finale della sala macchine, quindi le persone non devono preoccuparsi del problema dell'alimentazione. Tuttavia, in base a considerazioni su backup e stabilità, sono necessari un ingresso di alimentazione doppio o multiplo o un sistema UPS che può essere classificato in due parti rispetto all'applicazione: una è HV (alta tensione) e l'altra è LV (bassa tensione).
Per HV, è generalmente AC 110/230 V; per LV, è generalmente DC 9~60 V o DC 24 V frequentemente utilizzato da PLC/IO.
Per quanto riguarda la comodità di acquisire energia, l'alimentazione AC è un progetto di soluzione con maggiore comodità. Se l'apparecchiatura è DC, ha i vantaggi quali segnali stabili e un comodo funzionamento della manutenzione online (DC con ingresso inferiore a 48 V è una tensione sicura).
Se c'è solo alimentazione AC in loco è possibile applicare un interruttore di alimentazione AC-DC per fornire energia. Inoltre, la speciale DC 100 V è la specifica spesso vista in alcune applicazioni di alimentazione, come elencato di seguito:
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AC 110/230V |
Energia, trasporti, automazione industriale |
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AC 80 – 300 |
Energia |
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DC 100V |
Energia, trasporti |
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+/- DC 48V |
Telecomunicazioni, energia, automazione degli edifici |
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DC 24V |
Controllo di processo, apparecchiature terminali, petrolio, automazione industriale |
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DC 12V |
Sistema mobile, CCTV, trasporti, navi |
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DC 37V |
Sistema mobile |
In base alle richieste del cliente, le apparecchiature industriali per quanto riguarda la parte di alimentazione sono caratterizzate da facile installazione e manutenzione, progettazione di backup e MTBF elevato.
- Design di alimentazione modulare, doppia CC, doppia CA o doppia CA o CC mista da utilizzare in diversi ambienti e applicazioni.
- Design hot plug senza la necessità di interrompere il funzionamento dell'apparecchiatura per sostituire il modulo di alimentazione.
- Ingresso sincronizzato di doppia alimentazione per garantire che il funzionamento dell'apparecchiatura non venga interrotto o riavviato.
- Un intervallo di ingresso più ampio può evitare un funzionamento anomalo dell'apparecchiatura o un riavvio causato da un'alimentazione instabile.
- La separazione del set di alimentazione e del corpo principale dell'apparecchiatura o del plug-in può aumentare l'MTBF.
- L'isolamento da Serge può evitare sovratensioni che potrebbero danneggiare l'apparecchiatura.
- L'uso di un parafulmine può alleviare il sistema danneggiato dagli attacchi di tuoni, in particolare nelle applicazioni all'aperto.
Applicazione interna
Prendiamo come esempio l'automazione di fabbrica, l'Industrial Ethernet Network copre una gamma estremamente ampia di applicazioni dal sistema principale in-plant (linea di produzione) a numerosi sottosistemi (acqua, aria, prodotti chimici ed elettricità). Fondamentalmente, l'Industrial Ethernet Network è principalmente esercitato nel sistema dorsale in-plant o per il monitoraggio del sistema. Inoltre, può anche essere applicato per collegare la rete nel sistema logistico e di ufficio.
Le applicazioni comuni e gli alimentatori sono esemplificati nella seguente tabella:
|
1 |
Sistema di veicoli a guida automatica |
DC 24V |
|
2 |
Sistema di recupero automatico dello stoccaggio |
DC 24V AC 110/230V |
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3 |
Produzione integrata |
DC 24V AC 110/230V |
|
4 |
DCS(Distributed Control System) |
DC 24V AC 110/220V |
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5 |
Acquisizione e monitoraggio dei dati |
AC 110/230V |
|
6 |
Automazione delle centrali elettriche |
DC 48/DC100V AC 110/230V |
|
7 |
Sistema di automazione degli edifici |
DC 24V AC 110/230V |
|
8 |
Trattamento dell'acqua pura/dell'acqua/delle acque reflue |
DC 24V |
|
9 |
CCTV |
DC 12/24V |
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10 |
Altro |
DC 9~60V |
Applicazione esterna
Anche nel sistema di trasporto intellettualizzato, la rete Ethernet industriale copre una gamma di applicazioni considerevolmente ampia: dal TC (Traffic Control) all'estremità del terminale, alla sala meccanica regionale alla sala meccanica centrale.
Per quanto riguarda l'applicazione spazia dal rilevatore di veicoli, all'apparato di misurazione della velocità, ai rilevatori di vento/pioggia/nebbia, al monitoraggio integrale CCTV all'estremità della sala meccanica, alla raccolta e analisi dei dati, ecc., tutti rientrano nella gamma di applicazioni della rete.
Le applicazioni comuni e gli alimentatori sono esemplificati come segue:
|
1 |
Servizi avanzati di gestione del traffico |
DC 48V AC 110/230V |
|
2 |
Identificazione automatica del veicolo, AVI |
DC 24V |
|
3 |
Monitoraggio ambientale/Raccolta dati |
DC 24V |
|
4 |
Rilevamento veicoli |
DC 24V AC 110/230V |
|
5 |
Cartello con messaggio modificabile |
DC 24V |
|
6 |
Servizi di gestione delle emergenze |
DC 24V AC 110/230V |
|
7 |
Sistema di pagamento elettronico e riscossione elettronica dei pedaggi |
DC 24V AC 110/230V |
|
8 |
Fotocamera ad alta velocità |
DC 24V |
|
9 |
Servizi di protezione individuale vulnerabile |
DC 24V AC 110/230V |
|
10 |
Altro |
AC 110/230V |
A seconda delle diverse applicazioni sono richiesti requisiti differenti. In generale, le prestazioni anti-acqua e anti-polvere possono essere definite dal livello IP, come elencato nella tabella seguente:
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IP-XY |
|
|
|
|
X = |
0: Senza protezione |
Y = |
0: Senza protezione |
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1: Prevenire l'intrusione di solidi di grandi dimensioni |
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1: Gocce d'acqua che cadono sul guscio senza influenza |
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2: Prevenire l'intrusione di solidi di medie dimensioni |
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2: Quando il guscio esterno è inclinato di 15°, non si verifica alcuna influenza quando le gocce d'acqua cadono sul guscio esterno |
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3: Prevenire l'intrusione di solidi di piccole dimensioni |
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3: Non si verifica alcuna influenza quando l'acqua o la pioggia cadono sulla calotta esterna da un angolo di 60。angle |
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4: Impedire l'intrusione di oggetti più grandi di 1 mm |
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4: Nessuna influenza dannosa quando il liquido viene versato sul guscio esterno da qualsiasi direzione |
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5: Impedisce l'accumulo di polvere nociva |
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5: Nessun danno causato dallo scarico dell'acqua |
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6: Impedisce alla polvere di entrare in tutte le dimensioni |
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6: Applicabile nell'ambiente nella stiva della nave |
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7: Applicabile all'ammollo prolungato in acqua per breve tempo (1m) |
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8: Applicabile all'immersione in acqua per un lungo periodo sotto una pressione specifica |
Per quanto riguarda le richieste dei clienti, le principali preoccupazioni riguardano la protezione da acqua e polvere delle apparecchiature industriali, l'orientamento dell'applicazione, la facile manutenzione e la riduzione dei costi.
- IP20 è la richiesta di base. Un livello più elevato di antipolvere non sarà vantaggioso per le prestazioni di radiazione termica dell'apparecchiatura.
- Per la sala macchine senza aria condizionata o persone, si raccomanda IP30 o superiore. Anche la polvere nell'ambiente può causare cortocircuiti nell'apparecchiatura.
- In un ambiente interno umido, si raccomanda IP65 o superiore, che può essere applicato in collaborazione con gli armadi antiumidità.
- IP67 o superiore è raccomandato per il funzionamento in mare o su nave, perché l'efficacia anti- acqua è sufficiente in questo caso.
- Per ambienti con gas acido o alcalino nell'aria, come località di mare, fabbriche chimiche, ecc., si raccomanda il rivestimento conforme PCB per impedire efficacemente che i prodotti elettrici vengano corrosi e distrutti.
Applicazione interna
Prendiamo ad esempio una azienda di fabbricazione della carta. La rete Ethernet industriale viene utilizzata in connessione tra le apparecchiature, l'elettricità e il monitoraggio del trattamento dell'acqua delle apparecchiature o incorporata all'interno della macchina. Sebbene si trovi all'interno dell'ambiente interno, la temperatura e l'umidità sono relativamente più elevate e hanno un impatto maggiore anche sui prodotti elettronici quindi i requisiti di protezione anti-acqua e anti-polvere devono essere più severi di conseguenza. Le applicazioni e il livello di protezione necessario sono esemplificati come segue:
|
Sistema di caldaie |
IP65 |
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|
2 |
Macchina da stampa |
IP67 |
|
3 |
RFID |
IP20 |
|
4 |
Trattamento dell'acqua pura/dell'acqua/delle acque reflue |
IP67 |
|
5 |
Monitoraggio ambientale |
IP30 |
|
6 |
Automazione delle centrali elettriche |
IP30 |
|
7 |
Sistema di automazione degli edifici |
IP30 |
|
8 |
Taglio/Confezionamento |
IP20 |
|
9 |
CCTV |
IP65 |
|
10 |
Altro |
IP20 |
Applicazione esterne
Prendiamo ad esempio il lavoro di smaltimento delle acque reflue, la rete industriale può essere utilizzata nella rete dorsale controllata centralmente e per la connessione alle apparecchiature terminali.
Per quanto riguarda l'interno, oltre al sistema di controllo distribuito DCS o ai sottosistemi correlati nella parte interna, a volte è richiesta una rete in fibra ottica per collegare le aree della torre o le aree del serbatoio nell'ambiente esterno a causa dell'area di fabbrica più ampia.
Le relative applicazioni sono esemplificate nella seguente tabella:
|
1 |
Sistema di monitoraggio del pompaggio/serbatoio |
IP65 |
|
2 |
Interfacce HMI/SCADA |
IP20 |
|
3 |
Sistema di controllo distribuito/controllo di processo |
IP30 |
|
4 |
Sistema di tubazioni/valvole |
IP65 |
|
5 |
Monitoraggio ambientale |
IP30 |
|
6 |
Automazione delle centrali elettriche |
IP30 |
|
7 |
Sistema di automazione degli edifici |
IP30 |
|
8 |
Sistema di controllo |
IP65 |
|
9 |
CCTV |
IP65 |
|
10 |
Altro |
IP20 |
La temperatura è una grande preoccupazione per i prodotti elettronici, perché i prodotti tendono a bloccarsi e l'efficienza può diminuire ad alta temperatura, mentre in un ambiente a bassa temperatura può incontrare difficoltà nell'avvio dell'host.
Ecco perché la progettazione della radiazione termica svolge un ruolo particolarmente importante per le apparecchiature industriali.
Le applicazioni nelle sale meccaniche con aria condizionata non richiedono molto sulla temperatura. In genere, la temperatura ambiente con +/- 100 °C è la specifica indicata quindi tutti i prodotti elettronici comuni supportano circa 40~45 °C.
Per quanto riguarda le applicazioni industriali, l'intervallo verrà regolato in corrispondenza di diverse applicazioni.
Quello che segue è la domanda di temperatura in alcune aree e applicazioni:
|
Bassa temperatura |
Area |
Applicazione |
|
-10℃ |
Taiwan, SE, Asia, India, Au, etc. |
FA |
|
-20℃ |
Giappone, Cina, EU, ME, etc, Africa |
ITS, FA |
|
-40℃ |
Nord America, Nord EU, etc |
Oil/Gas, Energia |
|
-50℃ |
Russia, etc |
Oil/Gas, Energia, Militare |
|
Alta temperatura |
Area (e.g.) |
Applicazione |
|
40℃ |
Taiwan, Giappone, Nord America, EU |
FA |
|
55℃ |
India, Au, SE, Asia |
ITS, FA |
|
75℃ |
ME, Africa |
ITS, Emergia, Oil/Gas |
|
85℃ |
N/A |
Oil/Gas, Energia, Militare |
Nel settore industriale, l’area di applicazione, il clima e l’ambiente sono fattori influenti.
- Nelle zone temperate, le temperature sotto lo zero non sono comuni, quindi sarà sufficiente impostare la temperatura minima intorno a -10°C. Per quanto riguarda le temperature elevate in estate, 55°C~60°C sono sufficienti per soddisfare la domanda.
- Ai tropici, le temperature sotto lo zero non si verificheranno, perché è generalmente caldo, quindi per considerazioni sull'applicazione all'aperto andrà bene impostare la temperatura minima a 0°C e la temperatura massima intorno a 70°C~75°C.
- Nelle zone fredde, la temperatura massima non supera i 40°C per lo più, quindi richiede maggiore attenzione per temperature straordinariamente basse. Nell'Europa settentrionale o nell'America settentrionale, -20~-30°C sono abbastanza comuni per gli abitanti locali.
- In zone speciali come il deserto e il Medio Oriente, la temperatura durante il giorno e la notte differisce notevolmente, dove la temperatura può oscillare tra -10°C e 55°C. In zone come la Siberia possono addirittura verificarsi temperature estremamente basse, intorno ai -50°C~-70°C, il che rappresenta una grande sfida sia per le apparecchiature industriali sia per i fornitori.
Applicazione interna
Prendiamo come esempio una fabbrica di acciaio dove l’ambiente interno è caldo e umido. In genere, ci sono condizionatori d'aria nella sala di controllo o nella sala meccanica e si raccomanda che le attrezzature della fabbrica possano supportare circa 60°C.
Per quanto riguarda alcune aree di lavoro con temperature relativamente più elevate, come il convertitore, l'altoforno e così via, sarà meglio se le attrezzature industriali possono supportare temperature fino a 75°C.
Le applicazioni della rete Ethernet industriale sono esemplificate di seguito:
|
1 |
Sistema di monitoraggio del pompaggio/serbatoio |
60℃ |
|
2 |
Interfacce HMI/SCADA |
40℃ |
|
3 |
Sistema di controllo distribuito/controllo di processo |
60℃ |
|
4 |
Sistema di tubazioni/valvole |
75℃ |
|
5 |
Monitoraggio ambientale |
75℃ |
|
6 |
Automazione delle centrali elettriche |
60℃ |
|
7 |
Sistema di automazione degli edifici |
60℃ |
|
8 |
Sistema di allarme di sicurezza/protezione |
60℃ |
|
9 |
Sistema idrico/di scarico delle acque |
60℃ |
|
10 |
Altro |
60℃ |
Applicazione esterna
Prendiamo come esempio il monitoraggio dei pozzi petroliferi.
Generalmente, le informazioni sui pozzi petroliferi vengono trasmesse al terminale di controllo centrale tramite un sistema in fibra ottica. Tuttavia, in ogni zona dei pozzi petroliferi, l'ambiente di lavoro è spesso notevolmente scadente poiché si trova nella zona polare o nel deserto.
Pertanto è molto importante per i sistemi principali, come il sistema di iniezione, il sistema di alimentazione, il monitoraggio dei pozzi petroliferi, il sistema di arresto di emergenza e così via.
Le applicazioni più frequenti sono elencate di seguito:
|
1 |
Monitoraggio della testa pozzo |
75℃ |
|
2 |
Interfacce HMI/SCADA |
40℃ |
|
3 |
Sistema di tubazioni/valvole |
75℃ |
|
4 |
Sistema di iniezione di CO2/acqua |
75℃ |
|
5 |
Monitoraggio ambientale |
65℃ |
|
6 |
Automazione delle centrali elettriche |
75℃ |
|
7 |
Controllo ESD |
75℃ |
|
8 |
Sistema di allarme di sicurezza/protezione |
65℃ |
|
9 |
Sorveglianza CCTV del sito del pozzo |
65℃ |
|
10 |
Altro |
65℃ |
Certificazione speciale
Per le applicazioni industriali è una sorta di garanzia di qualità.
In genere riguarda la certificazione mirata alla sicurezza del personale, la certificazione mirata all'anti- incendio e all'anti-esplosione, la certificazione per gli affari marittimi utilizzata in applicazioni marittime, la certificazione delle vibrazioni mirata all'applicazione nei trasporti e così via.
Fondamentalmente, per quanto riguarda i prodotti elettronici, CE, FCC sono certificazioni necessarie, che rappresentano che i prodotti hanno affidabilità di base e garanzia di qualità.
Per andare oltre, le certificazioni di sicurezza come UL60950, UL508 forniranno una protezione a un livello superiore per i clienti che utilizzano i prodotti.
Le richieste comuni di certificazione sono elencate nella seguente tabella:
|
1 |
CE, FCC |
Certificazione di sicurezza UE, certificazione di comunicazione federale degli Stati Uniti |
|
2 |
UL60950, UL508 |
Certificazione di sicurezza |
|
3 |
Class 1 div 1/2, ATEX Zone 1/2 |
Certificazione di protezione dalle esplosioni |
|
4 |
RoHS, WEEE |
Certificazione di prodotto green |
|
5 |
IEC-61850, IEEE1613 Class2 |
Certificazione di automazione delle stazioni di trasmissione/distribuzione di energia |
|
6 |
DNV, GL, ABS, LR, NKK, KR, etc。。 |
Classificazione delle navi/Certificazione degli affari marittimi |
|
7 |
EN-50121, EN-50155 |
Certificazione Ferroviaria/Antisismica |
|
8 |
NEMA TS1/2 |
Certificazione di trasporto/segnale |
|
9 |
MIL-STD-1275, MIL-STD-810 |
Certificazione di disciplina militare |
|
10 |
Sicurezza intrinseca, sicurezza contro le esplosioni |
Certificazione antideflagrante nell'industria mineraria |
Per quanto riguarda le certificazioni speciali che coinvolgono la rete Ethernet industriale, le richieste dei clienti, riguardano l’applicabilità, il rispetto delle leggi e normative relative e le certificazioni disponibili.
I fornitori di apparecchiature di rete industriale dovrebbero prendere le seguenti considerazioni come prioritarie:
1. Per mercati speciali e settori verticali è necessario condurre ricerche introducendo le certificazioni corrispondenti come le normative sulle vibrazioni per applicazioni di trasporto e la certificazione anti- esplosione in applicazioni petrolifere.
2. Per ottimizzare le specifiche del software e dell'hardware del prodotto e per soddisfare la domanda di applicazioni speciali
3. Comprendere le tendenze di mercato e le normative nei diversi paesi
Applicazione interna
Prendiamo ad esempio una fabbrica di petrolio, le scintille sono sufficienti a causare grandi perdite di vite umane e di proprietà pertanto il fuoco è vietato in fabbrica.
Per quanto riguarda le apparecchiature elettroniche, i bassi consumi energetici e i design senza ventola sono ampiamente adottati. Inoltre bisogna prestare attenzione agli articoli mobili che possono generare scintille.
Le apparecchiature industriali nella fabbrica di petrolio devono superare le certificazioni antideflagranti con diversi livelli.
Alcune applicazioni sono esemplificate nella seguente tabella:
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1 |
Monitoraggio della pompa |
Class 1 div 2, ATEX Zone 2 |
|
2 |
Interfacce HMI/SCADA |
N/A |
|
3 |
Sistema di tubazioni/valvole |
Class 1 div 2, ATEX Zone 2 |
|
4 |
Sistema di fornitura di caldaia/vapore |
Class 1 div 2, ATEX Zone 2 , DNV, ABS |
|
5 |
Monitoraggio ambientale |
N/A |
|
6 |
Automazione delle centrali elettriche |
IEC-61850, IEEE1613 |
|
7 |
Controllo ESD |
Class 1 div 2, ATEX Zone 2 |
|
8 |
Sistema di sicurezza/protezione e allarme |
Class 1 div 2, ATEX Zone 2 |
|
9 |
DCS (Distributed Control System) |
N/A |
|
10 |
Sistema idrico/di scarico |
DNV, GL, ABS, LR, etc. |
Applicazione esterna
Prendiamo ad esempio le navi.
Una volta che la nave lascia il porto tutto deve essere gestito da soli a bordo ed in particolare i prodotti elettronici. Se i prodotti si rompono per errore umano la sicurezza marittima potrebbe essere a rischio.
Le applicazioni industriali sono esemplificate come di seguito:
|
1 |
Monitoraggio valore/pompa |
DNV, ABS, Class 1 div 2, ATEX Zone 2 |
|
2 |
Interfacce HMI/SCADA |
DNV, ABS |
|
3 |
Sistema di posizionamento |
DNV, ABS |
|
4 |
Sistema di fornitura di caldaia/vapore |
DNV, ABS, Class 1 div 2, ATEX Zone 2 |
|
5 |
Monitoraggio meccanico |
DNV, ABS, Class 1 div 2, ATEX Zone 2 |
|
6 |
Automazione delle centrali elettriche |
DNV, ABS, IEC-61850, IEEE1613 |
|
7 |
Sistema radar/di comunicazione |
DNV, ABS |
|
8 |
Sistema di sicurezza/protezione e allarme |
DNV, ABS, Class 1 div 2, ATEX Zone 2 |
|
9 |
Sistema di combattimento |
DNV, ABS |
|
10 |
Sistema di navigazione |
DNV, ABS |
Specifiche speciali
Le normative industriali tendono ad essere convertite o estese ad applicazioni più estese, seguono alcuni esempi tra cui.
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1 |
Influenza magnetica |
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2 |
Alta quota (bassa pressione atmosferica) |
|
3 |
G1、G2、G3 |
Nel caso di questo tipo di certificazioni speciali sono necessari diversi test per poter procedere alle certificazioni.
Cosa fa ISON per te?
1. I prodotti di rete industriale supportano un’ampia gamma di ingressi 12~58 VDC con protezione da sovratensione. Offre ai nostri clienti una soluzione stabile e facile da installare.
2. Con vari tipi di switch PoE/PoE+ non gestiti e gestiti, ISON fornisce ai clienti tutti i tipi di porte e funzioni per applicazioni PoE.
Requisiti EMI/EMS per la soluzione Ethernet industriale
IEC 61000-4-5: Surge Immunity Test
IEC 61000-4-5:2005 riguarda i requisiti di immunità, i metodi di prova e la gamma di livelli di prova consigliati per le apparecchiature contro sovratensioni unidirezionali causate da sovratensioni da commutazione e transitori di fulmini.
Sono definiti diversi livelli di prova che si riferiscono a diverse condizioni ambientali e di installazione. Questi requisiti sono sviluppati e sono applicabili alle apparecchiature elettriche ed elettroniche.
L'obiettivo di questo standard è stabilire un riferimento comune per la valutazione dell'immunità delle apparecchiature elettriche ed elettroniche quando sottoposte a sovratensioni.
Il metodo di prova documentato in questa parte di IEC 61000 descrive un metodo coerente per valutare l'immunità di un'apparecchiatura o di un sistema contro un fenomeno definito.
Questo standard indica che ISON Technology ha testato il prodotto al fine di prevenire sovratensioni impreviste in ambienti difficili.
Test dell'ipertensione
Il test dell’ipertensione è anche noto come Dielectric Withstand Test. Tale test verifica il "buon isolamento" garantendo che non scorrerà corrente da un punto all'altro.
Il Test dell’ipertensione è l’opposto del test di continuità il quale verifica che la corrente scorra facilmente da un punto all'altro.
Ampia temperatura, design senza ventola, IP30
La tecnologia ISON progetta il prodotto in base al concetto Fan-less per prevenire potenziali danni alla ventola e problemi di manutenzione. Inoltre, con un eccellente design di dissipazione del calore, segue lo standard di applicazione industriale mondiale, pertanto il prodotto ISON può essere utilizzato in un ambiente da -40 a 75 °C. Il design Fan-less è anche buono per MTBF e MTTR del sistema. Dopo l'installazione, gli utenti possono alleviare molti problemi di manutenzione e costi di servizio.