可編程安全系統在壓力機中的應用

　　 目前壓力機的控制系統的核心主要是PLC,用它來控制壓力機的動作順序、溫度、壓力、流量、噸位、安全光幕以及停止連鎖，在國內不少具有安全要求的機器中，普通的繼電器或者PLC被廣泛地作為控制模塊，對安全功能進行監控。從表面看來，這樣的機器在一定條件下也能夠保證安全性。但是，當普通的繼電器和PLC由于自身缺陷或外界原因導致功能失效時（如觸點熔焊、電氣短路、處理器紊亂等故障），就會丟失安全保護功能，引發事故。而對于可編程安全系統，由于其采用冗余、多樣的結構，加之以自我檢測和監控、可靠電氣元件、反饋回路等安全措施，保證在本身缺陷或外部故障的情況下，依然能夠保證安全功能，并且可以及時地將故障檢測出來,從而在最大程度上保證了整個安全控制系統的正常運行，保護了人和機器的安全。然而普通PLC不屬于安全產品，為了在PLC或外部其他因素影響PLC工作時確保人身及系統安全，外部電路中必須要設置安全措施防止可能導致的惡性事故。 

　　 1.外部控制電路中必須設有緊急停止電路、聯鎖保護電路、限位電路以及類似的安全措施。 

　　 2.在自檢出任何錯誤時或在故障報警時，根據故障情況對壓力機安全的影響，PLC輸出報警或將全部輸出置OFF狀態。 

　　 3.由于輸出繼電器或接觸器卡死、燒壞、粘連，PLC可能保持ON或OFF狀態。 

　　 4.在DC24V輸出（PLC的工作電源）過載或是短路時，電壓可能不降并使輸出變為OFF。 

　　 5.壓力機上模具修理時通常使用抬安全杠的方法，安全杠上通常是連接安全栓，通過安全栓PLC輸入信號，在由PLC控制輸出，只要疏忽檢查，安全杠失靈可能產生極嚴重的后果。

　　 二．Pilz可編程安全系統在壓力機中設計 

　　 德國Pilz公司PSS系列可編程安全系統在配置、認證及操作方面具有顯著的優點。由BG和TüV認證并加密的軟件功能塊取代了傳統安全繼電器的功能。使用所提供的故障/診斷工具，可在電子安全系統上實現多種用戶友好的特性，從而能夠提供安全、全面的解決方案。 

　　 本文通過某汽車制造廠壓力機沖壓線實際應用實例，介紹了PSS SB3006-3 ETH DP-S可編程安全系統，可以對沖壓線各設備以及各子系統的安全運行狀態進行監控。使用集成式，經過測試的軟件塊，對輸入輸出進行控制，從而在出現危險事件的狀況下，安全的關閉整線壓機，保護生產人員及設備的安全。 

　　 1.安全回路設計 

　　 （1）可編程安全系統 

　　 緊湊型可編程安全系統PSS SB3006-3 ETH DP-S作為主站，電源、處理器、內存、輸入輸出等集成在一個單一構架之內，可通過SafetyBUSp連接分散外圍設備，核心部分中央處理器則采用了集成測試算法和冗余設計。本系統主站SafetyBUSp地址設為32. 

　　 （2）數字輸入 

　　 分散型數字輸入模塊PSS SB DI16采用冗余的設計和完整的軟件算法，16個數字輸入可單通道和雙通道安全相關輸入設備，可以選擇使用測試脈沖或不使用測試脈沖及安全相關應用。本系統PSS遠程I/O站的4個PSS SB DI16模塊的SafetyBUSp站地址分別為33、34、35、36. 

　　 （3）數字輸出 

　　 分散型數字輸出模塊PSS SB DI8O8采用冗余的設計和完整的軟件算法，8個數字輸入可單通道和雙通道安全相關輸入設備，可以選擇使用測試脈沖或不使用測試脈沖及安全相關應用。8數字輸出其中6個正極輸出（連接最大電流為2A的阻性和感性負載）可以為一個輸入設備提供電源，無需使用測試脈沖，當與一個負極切換輸出組合使用時可以作為雙極輸出，其余2個負極輸出當與一個正極切換輸出組合使用的時候可連接最大電流為2A的阻性和感性負載。本系統PSS遠程I/O站的2個PSS SB DI8O8模塊的SafetyBUSp站地址分別為37、38. 

　　 （4）自動化線交換信號 

　　 PSSU H SB DP帶有SafetyBUSp接口的主模塊用于連接一個PSSU系統至SafetyBUSp，適用于安全相關功能。安全輸入模塊PSSU E F..4DI支持4位數字輸入，可用于檢測DC24V數字輸入信號。安全輸出模塊PSSU E F 4DO支持4位數字輸出，每個輸出的電流負載能力最大為0.5A,擁有短路保護及過載保護功能。 

　　 三．Pilz可編程安全功能塊在壓力機中應用 

　　 壓力機在安全狀態下激活觸發信號包括：現場的操作站上及四個立柱上的急停按鈕、用于臨時加修模具的安全栓、防止操作人員探入沖壓區域的安全光幕、保證不被沖壓零件飛濺的柵欄門限位開關、用于沖壓零件的雙手操作。下面介紹壓力機中Pilz功能塊的應用。 

　　 1.雙手控制（SB59） 

　　 SSNR：KB001~KB200（在DB015~DB017有相關的參數）。 

　　 STFG：雙手同步使能，只有當這個信號為高電平時，雙手程序塊才有輸出FG。 

　　 Mein：單行程模式，當其產生下降沿時將會把雙手程序塊的輸出切斷。必須把雙手按鈕釋放再按下時程序塊才有輸出。如果不用單行程則把MEin置為M110.00。 

　　 T1.2：N/C按鈕1。 

　　 T1.4：N/O按鈕1。兩個按鈕的同步時間固化為0.5s，依據EN574 

　　 T2.2：N/C按鈕2。 

　　 T2.4：N/O按鈕2。 

　　 KU_S：N/O和N/C觸點切換時間。1~1000ms。建議值為100ms 

　　 RSET：復位。上升沿信號。 

　　 Tipp：調試模式，如果其為高電平，代表兩個按鈕按下去后，一個釋放，程序塊仍舊有輸出FG；然后再按下，程序塊有輸出FG。通過這樣的方式來達到調試的目的。 

　　 Auf：專用于水壓機上的一個向上運動信號。如果其為高電平，當一個按鈕按下超過0.5s時輸出AUF會為1，但FG還是為0。 

　　 Off：取消雙手功能。所有輸出參數都為0 

　　 FG：輸出使能。 

　　 GST：雙手按鈕起始位置說明。 

　　 AUF：水壓機上升運行的表明。 

　　 OFF：輸入參數Off的表明。 

　　 2.急停按鈕（SB63） 

　　 SSNR：KF001~KB600 

　　 GRP：I/O組群號，如果不使用則設為M110.1。 

　　 NC_1：急停NC contact1。 

　　 NC_2：急停NC contact2。 

　　 AuSt：自動啟動。 

　　 ARSt：自動復位。 

　　 FTST：功能測試，當急停按鈕發生同步錯誤時才需要功能測試。 

　　 RSET：復位按鈕，上升沿信號。如果不需要復位按鈕則把其置為M110.0。 

　　 3.安全門（SB64） 

　　 SSNR：ID代碼 

　　 GRP：組群號 

　　 S1：門開關信號1 

　　 S2：門開關信號2 

　　 SyTi：S1和S2之間的同步時間，0~32767ms，0=無窮大。 

　　 MRun：機器在運行。當這個信號產生個下降沿時，程序塊將沒有輸出，必須要操作者將安全門打開并關閉1次才行。 

　　 AuSt：自動啟動 

　　 ARSt：自動復位 

　　 NoFT：不需要啟動測試。 

　　 注：啟動測試的復位方式和ARSt有關。 

　　 RSET：復位按鈕，上升沿信號。 

　　 四．結束語 

　　 本文介紹的可編程安全系統在壓力機線上設計及應用較為復雜，對設備及設備管理人員要求較高，在復雜的沖壓線有廣泛的實用性。希望本文能為解決類似問題提供一種思路和方法，在提高設備的安全性的前提下，最終提高工作效率。