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对压机行业的安全解决方案
日期:2010-4-15 15:14:00
    压机行业是一个非常危险的行业。冲压作业伤指事故较多。该行业曾流行一句话:十个冲工九个残。客观原因是冲压机械滑块垂直下冲速度极快。以一般100吨液压冲床为例,滑块每分钟往复次数为75次,即单程一次只约需0.4秒。采用行程为100毫米进行拉伸作业,若手在模内,冲床滑块下冲伤指的时间约为0.1秒。而当操作者发现或感觉到滑块下冲时,反应到大脑,再由大脑指挥手缩回的时间约为0.2-0.3秒,显然手是来不及收回的。因此常造成伤指事故。所以在压机上加装安全防护装置是非常必要而且是不可缺少的。
通常一台压机会用如下一些安全防护装置:光栅,安全门,双手按钮,模式选择开关,急停按钮等。根据EN954-1来确定这些安全防护装置要达到多少安全等级。那除了这些安全防护装置外,在安全方面还需要什么东西?那当然是安全控制装置。使用安全控制装置来监控那些安全防护装置。

大家都知道,一台压机上会使用很多电磁阀而且压机的运行状况都和这些电磁阀是否正确动作有关。所以安全控制装置也必须监控电磁阀的运行状况。

   可以看到绿色代表压机的滑块,在它的前方安全了安全光栅装置。目的是为了在滑块下落时防止操作人员误入滑块下方这个危险区域。如果操作人员进入了这个危险区域,安全光栅的光束就会被打断,这时安全控制装置就会发现这个情况,那么安全控制装置就会及时地切断电磁阀,使滑块停止,避免误入危险区域的操作人员受到伤害。
我们应该使用哪些安全控制装置可以达到上述的要求。由于压机上的安全防护装置比较多,使用安全继电器显然是一个不够经济的解决方案。所以使用PSS或者PNOZmulti是两个更好的解决方案。
    使用PSS的解决方案,那应该怎么设计呢?

  PSS是可以编程的安全系统,它并不只是2个或3个PLC网络的集合,它是在一个PLC平台集成冗余多样的CPU。虽然你现有的PLC可以提供其他机械操作的控制,但PSS 不仅可以代替一个PLC,并且可以提供安全功能的控制。此外PSS除了具有普通PLC都有的开机自检功能,它还能在正常的运行过程中不断地自检,所以使用PSS具有较高的可靠性。由于PLC的程序编辑已经普遍化、大众化了,所以用户可以很容易地编辑PSS程序
    例如,我们使用PSS 3075-3作为安全控制装置。其具有4个测试脉冲,48个安全输入,18个单极半导体安全输出(其中4个可以设置成测试脉冲或者输出),9个双极输出。可以看出PSS 3075-3具有较多的安全输入输出,足以满足压机用于安全方面输入输出点的需要以及今后的扩展。在软件方面pilz为用户提供了液压软件工具包――包括49个经过认证的安全模块,如紧急停止模块、安全门模块、安全光栅模块、液压控制模块等等。用户可以直接使用软件工具包中的这些块方便地完成编程。工具包能够使程序的编写更加容易、安全,故障诊断更加方便快捷。
对于安全防护装置,应该如何选择呢?
    对于光栅,由于滑块下方是一个非常危险的区域,根据EN954-1这个部位的危险等级为4级。所以选择防护手指、安全等级4级、保护长度为900mm的光栅。
    另外安全门、急停按钮、双手按钮也要达到4级,所以是双通道输入。
    一台压机可以有很多操作模式,例如自动工作模式、调试模式、维修模式等等。那是否就要一个操作模式就要占用一个安全输入点呢?答案是否定的。PSS软件包中提供了一个6选2的功能块,只要占用6个安全输入点,最多就可以产生15种操作模式。
    如何监控电磁阀呢?把电磁阀线圈的常闭触点接入安全输入点,使用软件包内特有的阀的功能块,就能对电磁阀具有监控的功能。由于电磁阀要达到比较高的安全等级,所以我们对于阀都采用双极输出到达安全等级4级。
    PSS 3075-3除了这些安全控制装置的信号以及安全输出外,还需要一些输入输出点用来与数控系统进行通讯。
    由于PSS的软件编辑比较灵活,加上强大的硬件。所以采用PSS作为解决方案是一个比较高端的解决方案。但由于PSS价格偏高,所以采用PSS也是一个比较昂贵的解决方案。
    那如果使用PNOZmulti的解决方案,应该怎么设计呢?
    在PNOZmulti产品的基本模块中专门有一款是用于压机行业的,它就是PNOZ m2p。PNOZ m2p是pilz公司特意设计应用于压机行业的,其与PNOZ m0p和PNOZ m1p相比除了在内部硬件上有所不同外,在软件编程上其具有压机行业专用的3个逻辑功能块和专用于阀的监控的输出功能块。
那PNOZmulti是一个什么样的产品呢?PNOZmulti是一个模块化的安全继电器,它具有可扩展性,配置自由性,简单操作性,多功能性等等。与其他PNOZ系列安全继电器不同,PNOZmulti的安全电路可以在PC机上使用图形配置工具轻松生成。多达14个不同的安全功能可以在基本单元内使用。PNOZmulti的基础模块有三种型号,分别适用于不同的应用。PNOZ m0p是不可以扩展I/O输出、但可以扩展总线通讯的基础模块,适用于4至6个安全功能的应用;PNOZ m1p是可以扩展I/O输出的基础模块,适用于6至14个安全功能的应用;PNOZ m2p是专门为压机应用开发出来的基础模块。
在编程方面,PNOZmulti的软件PNOZmulti Configurator是一个图形化操作的软件,用户可以不需要任何编程知识,只需要在软件界面内通过鼠标的拖拉使相关的输入和输出经过一定的逻辑关系而相连就可以轻松地完成编程,这样可以大大节省开发者的设计时间和设计成本。此外PNOZmulti Configurator具有强大的诊断功能,用户可以在PC机上直接监控整个安全系统的运行状况。如果某个安全保护装置或者PNOZmulti本身发生故障,用户都可以在PC机上了解到具体是哪个部位发生了哪个故障,应该采取什么办法来解决这个故障。
在硬件方面,PNOZmulti由于可以扩展输入输出模块,所以其在输入输出点数量方面比较灵活,另外PNOZmulti还可以扩展一块现场总线通讯模块,所以其可以和一些常用的现场总线进行通讯,例如PROFIBUS-DP,Device-Net,Interbus,CANopen,CC-Link等等。
如果使用PNOZmulti作为解决方案,其外围的安全保护装置的选择和先前的PSS 3075-3是一样的。我们选择PNOZmulti m2p作为基础模块,其有20个安全输入点,4个测试脉冲,4个半导体安全输出点,2个继电器安全输出点。由于输入点不够,所以我们还要扩展一块安全输入模块和一块非安全输入模块(用于接收CNC数控系统发送的通讯)。此外输出点也不够,所以我们要扩展两块双极半导体安全输出模块(用于控制电磁阀的输出)和一块非安全输出模块(用于发送信号到CNC数控系统)。
由于PNOZmulti的在硬件上灵活的配置性,所以其在价格上对比与PSS有一定的优势,在软件编程上,PNOZmulti比PSS更容易掌握。但如果输入点过多的话,PNOZmulti的价格优势就不存在了,所以在输入点并不是很多的情况下,使用PNOZmulti作为解决方案是一个性价比比较高的方案。
目前使用PSS或者PNOZmulti作为解决方案的压机公司比较多,例如扬州扬力机床集团,沈阳机床集团,江苏亚威机床有限公司等等。
安全生产对于用户来说非常重要,所以每台机床都要加装安全防护设施来保护生产者的安全来减少危险发生后带来的经济损失。pilz公司就是这样一家可以为用户提供完整的高性价比的安全解决方案的知名企业,完全德国品质的产品加上本土化的贴心服务,为国内的用户提供极具针对性的安全解决方案,您的满意是皮尔磁始终追求的目标!
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