集成安全保护人员和设备

前言

在使用冲压机械时,操作安全应予以最优先考虑。在普通网络架构中集成安全功能,可以最大限度减少紧急制动(E-stop)过程中的系统滞后时间,因此避免了对人员和机械造成潜在的危险。集成了这些功能对于机械制造商来说特别方便:不仅可以使工程设计更容易,而且可以降低安全方案的总费用。

高精度自动冲压机以1000冲程/分钟运行,机械中的大量移动和高速运行极大地威胁到了操作员的生命和肢体安全。如果在生产过程中发生误操作,那么巨大的冲力也会给冲压模具带来严重的损坏。这就是为什么即使所有安全保护措施主要集中于人员考虑的同时,机械制造商也要把关注的重点放在保护模具上——模具损坏导致后续成本上升,毕竟,通常来说,它要比人身伤害事故更频繁。

安全阀是冲压机中最重要的有源元件,一旦发生误操作,它就会锁上并脱离(主)驱动器。虽然标准PLC控制实际生产过程,但是在传统安全概念中,阀却是由SafePLC或安全电路触发的。

现代化的SafePLC扫描周期接近10ms,通常足够确保人员的安全。理由是:机器的概念设计和物理条件确保操作员不会接触到机械的危险部件,除非机器停止。

极短的循环周期

模具安全方面的情况有所不同。“我们需要缩短扫描周期来为机器和模具提供尽可能最好的保护,因为在最坏的情况下,生产过程中的一个问题仅在一个冲程内就会破坏模具,”mabu-pressen公司电气部门主管Stefan Egenolf解释道。“这超出了传统安全技术的局限。潜在的应急方案非常复杂,并且会引起系统额外延迟。”

mabu作为一家致力于创新产品设计的制造型企业,以生产高速及高精度自动冲压机著称。他们花费了大量时间来寻找合适的解决方案,来为操作人员和模具提供最佳保护。

当来自贝加莱的集成安全技术提交给公司决策者的时候,他们抓住机会成为了测试版用户,在贝加莱产品和安全技术的帮助下,着手开发一个全新的控制架构。随着2009年的到来,mabu将推出该创新机型,它被命名为mPC400。

mPC400的核心是贝加莱的工业PC-APC620 embedded,它通过SDL接口与贝加莱15英寸Power Panel触摸显示屏相连。mabu的专家选择了贝加莱的X20系统作为他们的远程I/O系统。诸如安全阀这样的安全技术通过X20安全模块集成于系统中,并利用POWERlinksafety实现模块间的通信。

贝加莱15英寸Power Panel触摸屏提供直观的操作

通过集成安全改善人员及模具保护

“我们在标准控制器中集成了安全功能并从中获益,不仅标准控制器的转换速度更快而且POWERlink的循环周期更短,”Stefan Egenolf指出。“我们不但可以确保操作员的安全保护,而且当生产过程中检测装置查出问题时,也能更快实现停机。这同样意味着更有效的模具保护。”nextpage

由于使用了POWERlinksafety和X20系统的安全模块,机器和独立配电柜之间的电缆用量被大大减少。“减少材料和相关工时是贝加莱集成安全技术的另一大优势,”mabu电气部门主管说道。“然而,从成本角度来看其最大的优势是,借助贝加莱工程设计软件Automation Studio中的SafeDESIGNER工具包,我们可以减少大量的编程任务。”

贝加莱安全技术不仅遵循TÜV的安全标准
而且能够无缝集成于现有的自动化架构中

清晰的概览

因为安全域与标准域之间是通过识别变量直接实现通信的,它们之间通过POWERlink循环完成同步连接,所以编程就变得更加容易。它绕开了传统安全方案中的复杂通信,而传统安全方案必须克服不同总线系统和硬件元件的限制。包括输入和状态在内的安全功能可以在贝加莱集成安全技术的标准编程中直接显现。“其结果是编程代码结构更简单规范,这对软件质量产生了积极的影响,同样有助于更容易地寻找和纠正可能发生的任何错误,”Stefan Egenolf说道。

mPC400机器控制器另一大特色是新的人机界面(HMI)。其与以前版本的不同显而易见:mabu决定使用真正的触摸屏取代键盘操作。“这项技术很适合恶劣工况,并且在机器操作员中越来越受欢迎。这也能使我们能够在不牺牲机器灵活性的基础上进一步实施HMI的标准化改进,”Stefan Egenolf解释道。

可视化软件Visual Components是Automation Studio的一个主要部分,工程师可以使用它来创建现代可视化和带3D效果的用户界面。Stefan Egenolf在解释这一决定时说道:“用于软件开发的编程环境为程序员提供了几乎无限的可能。尽管如此,我们还是决定不用那些编程环境,因为Visual Components为自动化应用提供了所有必需的要素而无需我们自己创建,为我们节约了大量精力。贝加莱通过集成于Automation Studio中的Visual Components同样为我们创建了显示和控制界面。这意味着我们不必花费时间和精力去维护界面。”

从成本角度看,我认为最大的优势是我们可以显著减少编程的任务量。集成于贝加莱工程设计工具Automation Studio中的SafeDESIGNER使其成为可能。

相似的情况出现在安全技术上,程序员在显示中可以得到所有控制器变量。这样可以使显示更容易适应新的控制器选项。

“我们研发的高性能和人性化的新一代控制器基于贝加莱卓越创新的技术,它比过去更安全和灵活。新一代机型能够为我们的客户提供必要的使用效率和灵活性,从而满足他们当前和未来的要求,”mabu公司总经理总结道。

mabu公司简介:

成立时间:1898年
员工人数:50人
年营业额:5000万欧元(2007年)
公司地址:公司总部和生产工厂位于Oberursel(德国),办事处遍及全球。
产品&服务:mabu生产高精度自动冲压机、爪式送料单元和CNC可编程辊式送料单元。
网址:www.mabu.de

作者:西部车床,如若转载,请注明出处:https://www.lathe.cc/2023/09/8304.html