前言
在使用沖壓機(jī)械時(shí)，操作安全應(yīng)予以最優(yōu)先考慮。在普通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中集成安全功能，可以最大限度減少緊急制動(dòng)（E-stop）過(guò)程中的系統(tǒng)滯后時(shí)間，因此避免了對(duì)人員和機(jī)械造成潛在的危險(xiǎn)。集成了這些功能對(duì)于機(jī)械制造商來(lái)說(shuō)特別方便：不僅可以使工程設(shè)計(jì)更容易，而且可以降低安全方案的總費(fèi)用。
高精度自動(dòng)沖壓機(jī)以1000沖程/分鐘運(yùn)行，機(jī)械中的大量移動(dòng)和高速運(yùn)行極大地威脅到了操作員的生命和肢體安全。如果在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生誤操作，那么巨大的沖力也會(huì)給沖壓模具帶來(lái)嚴(yán)重的損壞。這就是為什么即使所有安全保護(hù)措施主要集中于人員考慮的同時(shí)，機(jī)械制造商也要把關(guān)注的重點(diǎn)放在保護(hù)模具上——模具損壞導(dǎo)致后續(xù)成本上升，畢竟，通常來(lái)說(shuō)，它要比人身傷害事故更頻繁。
安全閥是沖壓機(jī)中最重要的有源元件，一旦發(fā)生誤操作，它就會(huì)鎖上并脫離（主）驅(qū)動(dòng)器。雖然標(biāo)準(zhǔn)PLC控制實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，但是在傳統(tǒng)安全概念中，閥卻是由SafePLC或安全電路觸發(fā)的。
現(xiàn)代化的SafePLC掃描周期接近10ms，通常足夠確保人員的安全。理由是：機(jī)器的概念設(shè)計(jì)和物理?xiàng)l件確保操作員不會(huì)接觸到機(jī)械的危險(xiǎn)部件，除非機(jī)器停止。
極短的循環(huán)周期
模具安全方面的情況有所不同。“我們需要縮短掃描周期來(lái)為機(jī)器和模具提供盡可能最好的保護(hù)，因?yàn)樵谧顗牡那闆r下，生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)問(wèn)題僅在一個(gè)沖程內(nèi)就會(huì)破壞模具，”mabu-pressen公司電氣部門主管Stefan Egenolf解釋道。“這超出了傳統(tǒng)安全技術(shù)的局限。潛在的應(yīng)急方案非常復(fù)雜，并且會(huì)引起系統(tǒng)額外延遲。”
mabu作為一家致力于創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的制造型企業(yè)，以生產(chǎn)高速及高精度自動(dòng)沖壓機(jī)著稱。他們花費(fèi)了大量時(shí)間來(lái)尋找合適的解決方案，來(lái)為操作人員和模具提供最佳保護(hù)。
當(dāng)來(lái)自貝加萊的集成安全技術(shù)提交給公司決策者的時(shí)候，他們抓住機(jī)會(huì)成為了測(cè)試版用戶，在貝加萊產(chǎn)品和安全技術(shù)的幫助下，著手開(kāi)發(fā)一個(gè)全新的控制架構(gòu)。隨著2009年的到來(lái)，mabu將推出該創(chuàng)新機(jī)型，它被命名為mPC400。
mPC400的核心是貝加萊的工業(yè)PC-APC620 embedded，它通過(guò)SDL接口與貝加萊15英寸Power Panel觸摸顯示屏相連。mabu的專家選擇了貝加萊的X20系統(tǒng)作為他們的遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)。諸如安全閥這樣的安全技術(shù)通過(guò)X20安全模塊集成于系統(tǒng)中，并利用POWERLINKsafety實(shí)現(xiàn)模塊間的通信。
貝加萊15英寸Power Panel觸摸屏提供直觀的操作
通過(guò)集成安全改善人員及模具保護(hù)
“我們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)控制器中集成了安全功能并從中獲益，不僅標(biāo)準(zhǔn)控制器的轉(zhuǎn)換速度更快而且POWERLINK的循環(huán)周期更短，”Stefan Egenolf指出。“我們不但可以確保操作員的安全保護(hù)，而且當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程中檢測(cè)裝置查出問(wèn)題時(shí)，也能更快實(shí)現(xiàn)停機(jī)。這同樣意味著更有效的模具保護(hù)。”
由于使用了POWERLINKsafety和X20系統(tǒng)的安全模塊，機(jī)器和獨(dú)立配電柜之間的電纜用量被大大減少。“減少材料和相關(guān)工時(shí)是貝加萊集成安全技術(shù)的另一大優(yōu)勢(shì)，”mabu電氣部門主管說(shuō)道。“然而，從成本角度來(lái)看其最大的優(yōu)勢(shì)是，借助貝加萊工程設(shè)計(jì)軟件Automation Studio中的SafeDESIGNER工具包，我們可以減少大量的編程任務(wù)。”
貝加萊安全技術(shù)不僅遵循TÜV的安全標(biāo)準(zhǔn)而且能夠無(wú)縫集成于現(xiàn)有的自動(dòng)化架構(gòu)中
清晰的概覽
因?yàn)榘踩蚺c標(biāo)準(zhǔn)域之間是通過(guò)識(shí)別變量直接實(shí)現(xiàn)通信的，它們之間通過(guò)POWERLINK循環(huán)完成同步連接，所以編程就變得更加容易。它繞開(kāi)了傳統(tǒng)安全方案中的復(fù)雜通信，而傳統(tǒng)安全方案必須克服不同總線系統(tǒng)和硬件元件的限制。包括輸入和狀態(tài)在內(nèi)的安全功能可以在貝加萊集成安全技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)編程中直接顯現(xiàn)。“其結(jié)果是編程代碼結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單規(guī)范，這對(duì)軟件質(zhì)量產(chǎn)生了積極的影響，同樣有助于更容易地尋找和糾正可能發(fā)生的任何錯(cuò)誤，”Stefan Egenolf說(shuō)道。
mPC400機(jī)器控制器另一大特色是新的人機(jī)界面（HMI）。其與以前版本的不同顯而易見(jiàn)：mabu決定使用真正的觸摸屏取代鍵盤操作。“這項(xiàng)技術(shù)很適合惡劣工況，并且在機(jī)器操作員中越來(lái)越受歡迎。這也能使我們能夠在不犧牲機(jī)器靈活性的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)施HMI的標(biāo)準(zhǔn)化改進(jìn)，”Stefan Egenolf解釋道。
可視化軟件Visual Components是Automation Studio的一個(gè)主要部分，工程師可以使用它來(lái)創(chuàng)建現(xiàn)代可視化和帶3D效果的用戶界面。Stefan Egenolf在解釋這一決定時(shí)說(shuō)道：“用于軟件開(kāi)發(fā)的編程環(huán)境為程序員提供了幾乎無(wú)限的可能。盡管如此，我們還是決定不用那些編程環(huán)境，因?yàn)閂isual Components為自動(dòng)化應(yīng)用提供了所有必需的要素而無(wú)需我們自己創(chuàng)建，為我們節(jié)約了大量精力。貝加萊通過(guò)集成于Automation Studio中的Visual Components同樣為我們創(chuàng)建了顯示和控制界面。這意味著我們不必花費(fèi)時(shí)間和精力去維護(hù)界面。”
mabu公司電氣部門主管 Stefan Egenolf
從成本角度看，我認(rèn)為最大的優(yōu)勢(shì)是我們可以顯著減少編程的任務(wù)量。集成于貝加萊工程設(shè)計(jì)工具Automation Studio中的SafeDESIGNER使其成為可能。
相似的情況出現(xiàn)在安全技術(shù)上，程序員在顯示中可以得到所有控制器變量。這樣可以使顯示更容易適應(yīng)新的控制器選項(xiàng)。
“我們研發(fā)的高性能和人性化的新一代控制器基于貝加萊卓越創(chuàng)新的技術(shù)，它比過(guò)去更安全和靈活。新一代機(jī)型能夠?yàn)槲覀兊目蛻籼峁┍匾氖褂眯屎挽`活性，從而滿足他們當(dāng)前和未來(lái)的要求，”mabu公司總經(jīng)理總結(jié)道。
