
施迈赛公司作为知名机械安全保护产品企业,目前已经在全球建立了广泛的市场营销网络,为改善人们的工作生活,营造安全的工作生活空间而不懈努力着。公司目前的安全保护产品种类齐全,应用范围广泛,在汽车制造、印刷包装、电梯起重、港口码头以及矿山冶金等各个行业,都可以看到施迈赛的安全保护开关和控制产品。施迈赛推出的中小型安全PLC——PROTECT PSC,填补了安全控制产品市场空缺,满足中小规模系统监控需要。该系统输入输出I/O达到254,产品的最大特点是采用了模块化结构,为用户提供一种比较经济的解决方案。目前该系统在机器人焊接单元获得成功的应用,为机器人焊接自动化系统提供了可靠的安全保护控制。
随着国家安全生产相关法律的不断出台,安全保护需求的不断提高,安全事故赔偿金额的快速增长,安全保护产品的应用范围在迅速扩大,在金属加工制造行业尤为突出。过去,用户实现安全保护最多是用安全继电器模块组合,对一些关键性的地方安装门开关或者光幕,已经是很不错的配置了。现在,对一台机器的安全保护设计,采用系统、科学的方法,通过风险分析、安全设计的途径才是比较可靠的、真正安全的方法。
本次的机器人焊接单元的安全保护设计,主要依照最新的控制系统安全ISO13849-1:2006标准,结合客户的生产工艺和设备操作需要,对各个存在危险源,人工参与的点进行风险分析和评估,确定主要的安全保护措施和实现方法。由于机器人焊接单元的危险大,风险评估要求、主要的功能控制安全达到最高等级PLe,因此每个安全元件的输入均采用双通道,这要通过系统硬件I/O点来保证;编程软件的设置也是将所有安全输出根据安全等级需要分别设定。对动力电源、控制阀等重要安全设定为双通道输出,功能安全达到PLe;电磁门锁线圈、声光报警信号等则设定为单通道输出,安全类别达到PLd即可。

主要安全要求:该焊接单元分3个焊接工位,每个工位要求可独立操作;每个焊接工位需要:有人在工位,机器人不得开始焊接,并能防止意外启动焊接;在机器人焊接时,人员不可靠近;焊接结束后,人员才可以更换焊接成品;焊接出现的电弧光作为危险光源,应予以隔离,并防护焊渣等高温物体喷溅;机器人的焊接点以及焊接夹具的位置要可靠定位,到位检测,确保焊接过程中机架不会突然翻转;不得随意进出焊房,除了更换焊接材料和检修需要,万一人员被困,要能快速可靠逃离出来;设备必配紧急停止装置。
对于不同的危险点,分别采取了不同的安全保护,对于人员在场检测,采用了安全光幕,主要是考虑到金属焊接单元,金属件的掉落和焊渣的喷溅存在,不适合用安全地毯;卷帘防护门在人员离开后,采用双手按钮控制升降,在下降过程中,若碰到人员和物件则自动停止,当门下降到底,机器人开始焊接;人员进出焊接单元则需要切断机器人的动力,停止机器人的运转。这样经过统计,每个工位需要安全输入22点,3个工位66点;输出则控制机器人的电源以及气动阀,输出4个点,控制进出的电子安全门锁,报警灯等4个,总共输出点数6个,考虑10%~15%的预留来选择系统配置。电源模块PSC-POWER是必配的,仅靠其右侧应该选择CPU模块,也是必不可少,PSC-CPU-MON自带8个安全输入和6个安全PNP输出;此外,安全光幕,安全传感器输出属于PNP输出,因此输入模块中光幕专用模块可选择PSC-S-IN-LC,可提供8路光幕16点输入,总计需要此类输入的点数为24个,此模块需要2只;其余输入类型为干触点,包括急停按钮、双手按钮、电磁安全门锁以及安全边缘开关系统继电器输入等,配置选择输入PSC-S-IN-E,每个模块16点,需要1个。输出选择安全继电器输出2×2路,PSC-RELAY一块。混合型输入输出模块PSC-STP-ELC一只,带有6路安全输入,4路安全PNP输出。这样整个系统的最后配置输入点:72点,输出14点。
PROTECT PSC系统配置完成后,由CPU模块统一监控管理所有连接的输入输出信号,该系统通过标准USB接口和编程计算机相连接。用户安装完编程软件后, 可以设置通讯方式,实现在线编程和调试。PROTECT PSC 编程语言一般选择梯形图(LD)编程语言。整个系统的工作电源为标准24VDC。除硬件安全外,施迈赛提供通过SYSTEMA认证的标准产品库文件给客户,方便用户实现安全编程。该系统在调试期间,施迈赛的安全技术工程师到客户现场,进行了调试和编程指导。
目前系统已经成功交付使用。客户的EHS中国区经理Denny 说:“施迈赛的安全产品在我们集团公司已经使用多年,过去我们的设备上配备的都是安全继电器,一台机器人焊接单元的控制柜里,安全模块就分两排排列,接线复杂,而且维护很不方便,有了PROTECT PSC系统,我们的设备不仅安全得到了保障,而且对我们的客户以后使用和维护,都将是非常方便的。”自此,该机器人焊接单元成为施迈赛客户生产的同类产品的标准安全配置,并得到了最终用户的赞许。
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