機械壓力機的安全標準

在機械行業(yè)的各類(lèi)機器中，機械壓力機一直以來(lái)都是危險性極高的機器之一，每年由于機器本身沒(méi)有完善的安全防護而使得操作人員在使用機器時(shí)受傷的情況屢見(jiàn)不鮮。

機械壓力機在運行時(shí)可能會(huì )導致擠壓、摩擦、拖曳等危險，這些危險一旦發(fā)生，將導致嚴重的人員傷害。因為機械壓力機的危險性之高，國際上有專(zhuān)門(mén)針對它的安全標準——EN 692。

該標準針對機械壓機做出了明確的安全要求。國內也參照EN 692的壓機標準，結合自身的特點(diǎn)，制定并推行了最新的強制性國標 —— GB 27607-2011。

今天，我們將結合GB 27607-2011標準中對于機械壓機控制系統相關(guān)安全要求，使用皮爾磁PNOZ m B1基礎模塊搭配PNOZ m EF 8DI2DOT壓機擴展模塊，來(lái)實(shí)現壓機的完整安全控制系統設計。

壓機會(huì )導致嚴重的人員傷害

機械壓力機的安全功能

對于單臺機械壓機來(lái)說(shuō)，整臺機器上需要監控的安全功能通常包括：緊急停止按鈕，聯(lián)鎖防護裝置，安全光幕，雙手按鈕，光幕屏蔽信號，模式選擇開(kāi)關(guān)，主控電機及安全雙聯(lián)閥。另外，對于機械壓機這類(lèi)特定結構的機械，還需要對其凸輪進(jìn)行監控。

標準規定急停按鈕，聯(lián)鎖防護，光幕以及安全閥，均需達到GB/T 16855.1-2008中的4類(lèi)要求，滿(mǎn)足該等級要求的元件，它們的任何故障都應被檢測到，不應存在由于元件發(fā)生故障而導致安全功能丟失的情況。因此安全元器件都采用冗余輸入形式。

我們將可能遇到的安全輸入輸出點(diǎn)做了統計：

在控制執行機構中，雙聯(lián)閥是機械壓機的主要安全執行機構，用于驅動(dòng)離合制動(dòng)器，使壓機滑塊啟動(dòng)或停止運行。

雙聯(lián)閥的通斷除了取決于如急停，安全聯(lián)鎖，光幕等安全信號之外，還取決于機械壓力信號等標準信號，這些標準信號可通過(guò)標準PLC采集，并通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)傳遞給安全控制器。同時(shí)，安全傳感器的狀態(tài)也需要通過(guò)總線(xiàn)傳給標準PLC，用以實(shí)現非安全相關(guān)執行機構的控制。

對機械壓機的安全功能進(jìn)行設計

組態(tài)設定及安全程序實(shí)例

在統計完所有安全和標準輸入輸出信號之后，便可進(jìn)行組態(tài)。

根據統計的安全輸入輸出點(diǎn)的數量，安全控制系統可以采用一個(gè)PNOZ m B1 基礎模塊，一個(gè)PNOZ m EF 16DI安全輸入擴展模塊,一個(gè)壓機擴展模塊，一個(gè)繼電器輸出擴展模塊和一個(gè)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊模塊來(lái)實(shí)現。

組態(tài)結果圖如下：

完整的安全系統組態(tài)

在PNOZ m EF 8DI2DOT壓機擴展模塊中，內置了諸多已經(jīng)經(jīng)過(guò)了EN 692認證的功能塊，讓機械壓機的安全監控變得尤為便捷。

以凸輪監控安全功能塊為例，只需將啟動(dòng)信號，超程凸輪信號，回程凸輪信號及動(dòng)態(tài)凸輪信號分配給安全功能塊的相應輸入點(diǎn)，功能塊即可在運行時(shí)監控各個(gè)凸輪的排列順序及狀態(tài)變化順序是否正常。

一旦凸輪信號發(fā)生故障，安全模塊會(huì )立刻報警并切斷雙聯(lián)閥，停止壓機運行。程序如圖所示：

凸輪監控安全功能塊程序實(shí)例

同樣，壓機的各個(gè)工作模式，如寸動(dòng)模式，單次模式，連續模式等，也可直接通過(guò)調用PNOZ m EF 8DI2DOT獨有的壓機操作模式功能塊來(lái)實(shí)現。

下圖為單次模式的控制程序，通過(guò)調用單次模式功能塊，可實(shí)現在按下啟動(dòng)按鈕（如雙手按鈕）后，壓機僅執行一次沖壓，在回到上死點(diǎn)后，需再次按下啟動(dòng)按鈕，才可進(jìn)行第二次沖壓。

單次模式的控制程序實(shí)例

安全雙聯(lián)閥是機械壓機上最重要的安全執行機構之一。根據GB 27607-2011的要求，它需要達到最高的安全等級。皮爾磁PNOZ m EF 8DI2DOT上的安全閥功能塊，可通過(guò)閥自身的反饋，監控雙聯(lián)閥運行時(shí)是否存在故障。而且這樣的監控功能通過(guò)簡(jiǎn)單的對話(huà)框配置即可實(shí)現，如下圖所示。

安全閥功能塊配置實(shí)例

將機械壓機上特有的安全功能配置完畢后，再結合其他的安全功能塊，如急停，安全門(mén)，雙手按鈕等進(jìn)行邏輯編程，便可完成整個(gè)壓機的安全控制系統了。

完整的壓機安全控制系統

這一切輕松的組態(tài)設計與邏輯編程都得益于皮爾磁的PNOZ m EF 8DI2DOT壓機安全監控模塊。

內置的模塊程序（mIQ）可以直接調用經(jīng)認證的軟件功能塊，實(shí)現對壓機動(dòng)作的安全配置。這些功能塊包括：

–調整、單次、自動(dòng)模式

–監控機械旋轉凸輪

–運行時(shí)斷軸監控

–循環(huán)模式下電氣保護裝置監控

–雙手控制及安全閥監控

小于8毫秒的快速響應時(shí)間及3毫秒的程序循環(huán)周期，再加上壓機安全監控模塊狹窄的寬度，特別適合于機械壓機的改造工程。

在使用了皮爾磁PNOZ m EF 8DI2DOT壓機監控模塊后，壓機安全控制系統的設計變得更為簡(jiǎn)潔，直觀(guān)，易于操作，后期維護也比較方便。因為壓機的安全功能塊通過(guò)了EN 692的認證，整個(gè)系統更加可靠，因此是針對機械壓機的全面又可靠的安全保護。

PNOZ m EF 8DI2DOT 監控機械壓力機的模塊