近年來(lái),我國機床加工等裝備企業(yè)得到快速發(fā)展。從技術(shù)上,機床裝備相繼得到很大的進(jìn)步,已經(jīng)不亞于國際水平,有些甚至達到國際領(lǐng)先水平。但是在市場(chǎng)上,很多機床的售價(jià)偏低,特別是高檔機床,面臨洋品牌、價(jià)格、質(zhì)量等很多方面的挑戰。主要原因之一是國內很多企業(yè)只注重在機床功能和應用上的研發(fā)、改進(jìn),而在安全、環(huán)保等方面,未能滿(mǎn)足國際相關(guān)的標準,和國際市場(chǎng)接軌還有很大差距,從而導致一些企業(yè)產(chǎn)品出口受阻,不能在國際舞臺和國外品牌一爭高低。出于企業(yè)出口的需要,很多企業(yè)已經(jīng)逐漸從開(kāi)始模仿到自覺(jué)加強安全保護,自我約束和安全意識不斷提高。另一方面,隨著(zhù)改革開(kāi)放廣度和深度的不斷加大,眾多外資企業(yè)進(jìn)駐國內,參與國內市場(chǎng)競爭,搶占市場(chǎng)。裝備企業(yè)不得不面臨很大的競爭壓力,采取積極措施應對。單純通過(guò)降低生產(chǎn)成本的方式是有限的,增加產(chǎn)品附加值才是主要途徑。除了產(chǎn)品功能完善、齊全外,產(chǎn)品安全、可靠性高越來(lái)越成為用戶(hù)選擇的主要原因之一。國內同行競爭的加劇,導致企業(yè)追求生產(chǎn)率以降低經(jīng)營(yíng)成本,安全事故也相應增加。國家不斷在加大安全立法、執法的強度,安全標準相繼出臺,安全已經(jīng)成為人們日常生活、工作關(guān)心的話(huà)題。機床加裝安全保護裝置,不僅成為個(gè)人的自我保護要求的體現,也是維護企業(yè)利益,降低意外風(fēng)險損失的有效途徑,因此加裝安全保護措施已經(jīng)成為數控類(lèi)機床的標準配置。目前數控類(lèi)機床安全保護大多采取的方式是各個(gè)安全保護裝置獨立設計后拼裝在一起,不能很好有效地實(shí)現一個(gè)完整的系統解決方案。為此,筆者這里對某進(jìn)口機床配置的ESALAN 安全PLC 安全繼電器產(chǎn)品給予介紹,并提供給大家設計選擇安全保護裝置的內容和方法,也可作為選擇安全繼電器的參考。
選擇安全產(chǎn)品的基本原則
根據歐洲機器指令和EN954-1 安全等級的基本要求,首先依據機器的工作模式、功能,需要對機器工作可能存在的所有危險進(jìn)行分析、評估,確定機器各個(gè)部分的危險等級,從而選擇相應的安全等級,一般選3 級可以滿(mǎn)足大多數的應用。接著(zhù)對所有要做安全保護的部分進(jìn)行統計,包括輸入、輸出、保護的安全等級、系統的工作模式、系統復位方式等。最后設計、選擇合適的安全保護方式和產(chǎn)品。
ESALAN COMPACT 的外觀(guān)和性能簡(jiǎn)介
ESALAN COMPACT 是一集成若干安全繼電器(5~8 個(gè))于一體的安全PLC??梢蕴峁┯脩?hù)24 個(gè)輸入(E02.0~E04.7),9 個(gè)半導體安全輸出(A00.1~A00.7, A01.0, A02.0) 和3 個(gè)安全繼電器輸出(A01.1~A01.3),以及內部64 個(gè)時(shí)間繼電器(T00.0~T63.0) 和512 個(gè)標志符( M00.0~M63.7)。
ESALAN COMPACT 外觀(guān)
安全PLC 輸入允許單通道或雙通道。它對每一個(gè)外部輸入都采取雙通道數據處理。
ESALAN 內部設有兩個(gè)不同生產(chǎn)廠(chǎng)家的不同設計、制造工藝的微處理器,內部軟件也是采取不同設計思路,因而無(wú)論硬件、軟件同時(shí)出現故障的幾率非常低。同時(shí)基于它們基礎而設計的兩個(gè)監控系統互為冗余,只有兩個(gè)系統均檢測到該信號正常且允許輸出,一個(gè)對應的邏輯信號才正確地得以傳送到下一級接受單元,直到輸出。
ESALAN 保護系統
根據該數控機床的結構和性能分析,確定系統安全等級為不低于3 級。其中對輸入點(diǎn)數統計如下:
1. 安全防護門(mén),左右各1 扇,安裝有2 個(gè)門(mén)鎖開(kāi)關(guān)和2 個(gè)門(mén)限位開(kāi)關(guān)Q1,Q2。
2. 緊急停止按鈕E1,E2,觸摸屏操作臺上1 只,機器操作臺1 只。
3. CNC 軸狀態(tài)檢測傳感器T1,T2,檢測主軸的速度。
4. 液壓系統壓力檢測保護開(kāi)關(guān)信號P1,P2。
5. 工具放置位置檢測信號W1。
同樣輸出電路也是采取雙通道檢測原理,CPU1 和CPU2 均正常工作,輸出1 和輸出2同時(shí)接通,負載才可以工作;對半導體輸出和繼電器輸出,同樣道理。只是對半導體輸出,需要用戶(hù)作好多余容量及干擾的吸收。根據安全保護的需要,輸出點(diǎn)數的統計如下,其中不包括主控單元的控制信號和輸出:
1. 主軸電機主控繼電器2 只,Ka,Kb;
2. 液壓電機接觸器2 只,Kc,Kd。
3. 門(mén)鎖打開(kāi)信號2 個(gè),左右各1,給Kg,Kh。
4. 電磁閥輸出2 個(gè),Ke,Kf。
5. 變頻器控制安全輸出1 個(gè)。
6. 安全監控燈輸出1 個(gè),指示工作狀態(tài)。
接線(xiàn)實(shí)例
軟件的實(shí)現
ESALAN COMPACT 隨產(chǎn)品提供軟件應用CD,安裝到PC 上??梢詫?shí)現在線(xiàn)設計或脫機設計、參數設定等,工作完成后,通過(guò)RS232 接口下載到裝置內。無(wú)須特別學(xué)習編程軟件語(yǔ)言,通俗易懂,類(lèi)似常規PLC 一樣靈活實(shí)現控制邏輯和安全監控。
和數控中心單元的通訊
安全電路的監控最終必須和數控中心控制進(jìn)行有效整合,才能發(fā)揮功效。ESALANCOMPACT 提供有CAN、PROFIBUS DP、MODBUS、A-B DF1 等接口,實(shí)現和主控單元的通訊,實(shí)時(shí)地將系統保護部分的工作狀態(tài),安全裝置的正常工作與否等通知主控單元,實(shí)現系統整機的安全控制和保護。此外,ESALAN COMPACT 可以提供RS232 接口,滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。
結束語(yǔ)
ESALAN COMPACT 由于具有多輸入/輸出,同時(shí)具備了安全繼電器和PLC 靈活編程、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。因而替代多個(gè)安全繼電器組合, 滿(mǎn)足需要多個(gè)保護裝置的整機、數控加工中心、自動(dòng)化立體倉庫、機器人現場(chǎng)保護、汽車(chē)流水線(xiàn)等場(chǎng)合的應用, 具有性?xún)r(jià)比高,體積小、接線(xiàn)方便、維護簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。