皮爾磁安全繼電器的實(shí)際應(yīng)用(注塑機(jī))

1、大連海容流體設(shè)備有限公司與德國(guó)皮爾磁生產(chǎn)廠家合作，代理銷(xiāo)售皮爾磁的各種安全繼電器產(chǎn)品。同時(shí)提供安全解決方案。下面就來(lái)講講德國(guó)皮爾磁的 PNOZmulti模塊化的安全繼電器在注塑機(jī)安全上的應(yīng)用注塑機(jī)械具有能一次成型外型復(fù)雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質(zhì)地密致的塑料制品，被廣泛應(yīng)用于國(guó)防、機(jī)電、汽車(chē)、交通運(yùn)輸、建材、包裝、農(nóng)業(yè)、文教衛(wèi)生及人們?nèi)粘Ｉ罡鱾€(gè)領(lǐng)域。注塑機(jī)械的工作原理與打針用的注射器相似，它是借助螺桿（或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)（即粘流態(tài)）的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi)，經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過(guò)程。注射成型是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施壓注射充模冷卻啟模取

2、件。取出塑件后又再閉模，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。一般注塑機(jī)包括注射裝置、合模裝置、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等部分。任何一臺(tái)機(jī)械都存在一定的危險(xiǎn)。一臺(tái)安全的機(jī)械，要求能夠在其整個(gè)使用壽命之內(nèi)，在執(zhí)行其功能、安裝、調(diào)試、維修和拆卸的過(guò)程中，不能對(duì)工作人員造成任何傷害。根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 954-1，注塑機(jī)械的安全等級(jí)要求為3級(jí)以上。其危險(xiǎn)主要存在于合模區(qū)域、夾持機(jī)械裝置區(qū)域、中子移動(dòng)區(qū)域、頂針驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置、噴嘴區(qū)域、注塑單元區(qū)域、出料區(qū)域等，包括有機(jī)械危險(xiǎn)、高壓液體釋放的危險(xiǎn)、電氣危險(xiǎn)、熱源導(dǎo)致的危險(xiǎn)、氣體&蒸汽&塵埃導(dǎo)致的危險(xiǎn)等等。我們可以根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1050、注塑機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)EN 201

3、或GB 22530-2008，識(shí)別和評(píng)估以上危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)，然后采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)減少其風(fēng)險(xiǎn)、隔離其危險(xiǎn)，最終設(shè)計(jì)和制造出一臺(tái)安全的注塑機(jī)械。對(duì)于整臺(tái)機(jī)器，可以根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 418安裝緊急停止按鈕，一旦當(dāng)緊急停止按鈕被觸發(fā)，必須發(fā)出一個(gè)超越與其他所有信號(hào)的動(dòng)作，切斷馬達(dá)和閥的電源，使機(jī)器安全的停止。對(duì)于合模區(qū)域，模板的動(dòng)作會(huì)對(duì)操作人員造成致命的傷害。我們必須加施安全防護(hù)裝置，將危險(xiǎn)與工作人員隔離，并且保證安全防護(hù)裝置在被觸發(fā)的情況下，機(jī)器必須安全的停止。根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1088和EN 201，我們采用一個(gè)強(qiáng)制斷開(kāi)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)和一個(gè)非強(qiáng)制斷開(kāi)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)作為安全門(mén)的監(jiān)控輸入信號(hào)。當(dāng)前門(mén)打開(kāi)的時(shí)候，停止合

4、模區(qū)域內(nèi)的一切動(dòng)作，包括切斷控制合模、注射等閥的電源。當(dāng)后門(mén)打開(kāi)的時(shí)候，不僅僅合模區(qū)域內(nèi)的動(dòng)作需要被停止，馬達(dá)的電源也必須被切斷。頂蓋防護(hù)門(mén)可以采用一個(gè)強(qiáng)制斷開(kāi)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)作為監(jiān)控輸入信號(hào)。當(dāng)頂蓋被打開(kāi)的時(shí)候，停止合模區(qū)域內(nèi)的一切動(dòng)作。同時(shí)，在安全門(mén)下部必須安裝一個(gè)凸輪閥。當(dāng)門(mén)打開(kāi)的時(shí)候，使凸輪動(dòng)作控制一個(gè)截止閥，用以斷開(kāi)液壓回路。對(duì)于此凸輪閥，我們需要監(jiān)控其工作狀態(tài)。如果此截止閥出現(xiàn)故障，需要切斷控制合模、注射等閥的電源。對(duì)于注塑單元區(qū)域，我們必須增加注射防護(hù)門(mén)來(lái)降低該區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)注射防護(hù)門(mén)被打開(kāi)的時(shí)候，切斷控制注射、座進(jìn)、出料的閥的電源。根據(jù)不同的應(yīng)用，還可以在注塑機(jī)械中使用模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、鑰

5、匙鎖或使能按鈕，用以控制特殊模式下的操作和動(dòng)作如開(kāi)門(mén)后，依然可以接通部分閥、進(jìn)行諸如開(kāi)模、頂出等操作。根據(jù)不同的規(guī)格的注塑機(jī)械，可以以拉桿距離來(lái)判斷是否需要安裝安全地毯。對(duì)于帶有氣動(dòng)裝置的自動(dòng)安全門(mén)，可以根據(jù)EN 954-1的等級(jí)評(píng)估，考慮是否需要使用邊沿開(kāi)關(guān)，并且將信號(hào)接入安全系統(tǒng)，在安全門(mén)關(guān)閉的過(guò)程中，保護(hù)操作人員。由于注塑機(jī)械的安全等級(jí)要求達(dá)到3級(jí)以上（如根據(jù)EN/ISO 13849,要求達(dá)到PL d以上），所以以上安全輸入和安全輸出信號(hào)，必須經(jīng)由一個(gè)可靠的系統(tǒng)進(jìn)行控制，如安全繼電器或安全PLC。如果我們將上述安全輸入和安全輸出信號(hào)由一個(gè)非安全的系統(tǒng)來(lái)控制，如普通PLC或工業(yè)PC，一旦這

6、些系統(tǒng)中出現(xiàn)任何故障譬如處理器工作不規(guī)則、輸出短路、輸入熔焊等等都會(huì)導(dǎo)致安全保護(hù)裝置的功能失效。而特殊的安全模塊由于采用了冗余的結(jié)構(gòu)，加之以可靠的電路結(jié)構(gòu)和多樣的檢測(cè)電路，從而可以達(dá)到高安全等級(jí)的要求。上述安全功能可以分別由單個(gè)安全繼電器來(lái)控制，再將這些安全繼電器的輸出進(jìn)行硬接線(xiàn)上的邏輯連接，最終控制相應(yīng)的安全輸出。但是，這樣的一個(gè)解決方案會(huì)導(dǎo)致諸多的問(wèn)題。首先，成本增加。為了達(dá)到高的安全等級(jí)，必須使用一個(gè)安全繼電器控制一個(gè)安全功能。這樣不僅使安全模塊的隱含使用成本增加，而且接線(xiàn)成本和隱含設(shè)計(jì)成本也一同提升。其次，故障診斷困難。由于各個(gè)安全功能之間的邏輯關(guān)系使用硬接線(xiàn)來(lái)完成，在既要達(dá)到一定安全

7、等級(jí)，又要兼顧邏輯功能的情況下，必然會(huì)使得診斷和維修變得異常困難。第三，擴(kuò)展能力差。如果要在這個(gè)安全系統(tǒng)上增加額外的安全功能，接線(xiàn)的改動(dòng)和安全模塊的安裝將會(huì)帶來(lái)較多工作量。所以，單一安全繼電器的解決方案并不適合于這個(gè)應(yīng)用。對(duì)于這樣一種安全功能介于4至14個(gè)之間的應(yīng)用，Pilz專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了模塊化的安全繼電器PNOZmulti用以控制諸多不同的安全功能。PNOZmulti 是一個(gè)多功能、可自由配置的模塊化安全系統(tǒng)。與其他PNOZ安全繼電器不同，PNOZmulti的安全電路可在個(gè)人電腦上使用圖形配置工具輕松生成。PNOZmulti由一個(gè)PNOZ m0（1/2）p基礎(chǔ)模塊和若干個(gè)擴(kuò)展模塊組成?；A(chǔ)模塊可

8、單獨(dú)使用，包括20個(gè)可連接急停按鈕、安全門(mén)、雙手控制器等所有安全功能的輸入點(diǎn)；4個(gè)2A容量的半導(dǎo)體安全輸出；2個(gè)繼電器安全輸出；一個(gè)輔助非安全輸出以及4個(gè)測(cè)試脈沖輸出?？梢允褂脭U(kuò)展模塊來(lái)達(dá)到增加輸入輸出點(diǎn)、速度監(jiān)視、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接的功能。通過(guò)基礎(chǔ)模塊上的RS232接口可以直接向PNOZmulti寫(xiě)入程序，或使用讀卡器向SIM智能卡寫(xiě)入程序后插入PNOZmulti運(yùn)行。PNOZmulti有以下特點(diǎn)：1. 模塊化的結(jié)構(gòu)，使用靈活PNOZmulti已經(jīng)有了3個(gè)版本的基礎(chǔ)模塊，PNOZm0p、PNOZm1p和PNOZm2p。PNOZm0p不可擴(kuò)展輸入輸出模塊，但可以擴(kuò)展通訊模塊；PNOZm1p

9、可以擴(kuò)展輸入輸出模塊和通訊模塊；PNOZm2p是專(zhuān)為壓機(jī)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)模塊。對(duì)于小型注塑機(jī)械，可以使用PNOZm0p進(jìn)行安全功能的控制。對(duì)于中大型、特別是帶有模式選擇或者鑰匙鎖功能的注塑機(jī)械，則可以采用PNOZm1p加上輸入輸出擴(kuò)展模塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。2. 可編程，操作簡(jiǎn)單易懂，無(wú)需特殊的編程知識(shí)PNOZmulti 采用圖形配置工具PNOZmulti Configurator 進(jìn)行編程，從而達(dá)到多配置而少配線(xiàn)。PNOZmulti Configurator有多種語(yǔ)言版本，包括有中文，德語(yǔ), 英語(yǔ), 西班牙語(yǔ), 法語(yǔ), 意大利語(yǔ), 日語(yǔ)。通過(guò)PNOZmutli Configurator，只需

10、要使用鼠標(biāo)拖拉，就可以迅速完成一個(gè)安全電路，縮短了設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)周期。每一個(gè)基礎(chǔ)模塊需要使用一塊SIM卡，用于存放程序?？梢酝ㄟ^(guò)兩種方式將程序下載至基礎(chǔ)模塊?？梢酝ㄟ^(guò)讀卡器，將程序下載至SIM卡；可以通過(guò)串行電纜和基礎(chǔ)模塊上的RS232串口，將程序下載至基礎(chǔ)模塊。如需要進(jìn)行功能擴(kuò)展，則可以在程序內(nèi)部進(jìn)行更新，而無(wú)需硬接線(xiàn)上的繁瑣更改。3. 強(qiáng)大的診斷功能可以通過(guò)以下方式進(jìn)行故障診斷：a） 每一輸入輸出點(diǎn)都帶有LED指示燈b） 可以通過(guò)串行電纜和基礎(chǔ)模塊上的RS232串口，執(zhí)行動(dòng)態(tài)程序顯示功能，用于故障診斷和設(shè)備調(diào)試c） 可以通過(guò)故障堆棧信息，迅速判斷故障d）

11、 可以通過(guò)診斷字，判斷各個(gè)功能塊的狀態(tài)e） 可以與PMImicro Diag配合使用，通過(guò)人機(jī)界面，獲得可視化的診斷信息4. 可控制普通標(biāo)準(zhǔn)功能PNOZmulti可以控制普通標(biāo)準(zhǔn)功能。通過(guò)PNOZmi2p和PNOZmc1p，可以控制普通標(biāo)準(zhǔn)功能，諸如起動(dòng)按鈕、復(fù)位按鈕，或進(jìn)行狀態(tài)信號(hào)輸出；可以通過(guò)普通標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)，如Profibus、DeviceNet、CANopen、CC-Link進(jìn)行非安全狀態(tài)信息的通訊。所以，使用PNOZmulti就可以輕松的完成這不同規(guī)格的注塑機(jī)械的安全功能控制。設(shè)計(jì)人員只需要把輸入和輸出分別接入PNOZmulti，然后使用PNOZmulti

12、Configutaor 來(lái)完成這些輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系。這樣，不僅縮短了設(shè)計(jì)人員的開(kāi)發(fā)周期，同時(shí)也降低了成本。Pilz 的安全產(chǎn)品在注塑行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，如國(guó)內(nèi)的海天集團(tuán)，杭州泰瑞、寧波海太等知名注塑機(jī)械生產(chǎn)商。對(duì)于不同規(guī)格的注塑機(jī)械，Pilz都能夠根據(jù)客戶(hù)的不同要求，提供合理的、高性?xún)r(jià)比的解決方案。在國(guó)內(nèi)的注塑機(jī)械的制造領(lǐng)域中，安全防護(hù)措施往往被設(shè)計(jì)人員或最終用戶(hù)所忽視。一些注塑機(jī)械，或采用不符合要求的安全系統(tǒng)、或不使用任何安全防護(hù)措施，雖然其價(jià)格低廉，功能完善，但是其根本稱(chēng)不上是一臺(tái)合格的注塑機(jī)械。這樣的設(shè)計(jì)和制造既不符合現(xiàn)代以人為本、安全為上的世界潮流，也不符合國(guó)家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如此往復(fù)，只能夠使中國(guó)的制造業(yè)和自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)一直停滯在一個(gè)低附加值、生產(chǎn)加工型的世界工廠的尷尬境