姜彥彥

(桂林橡膠機(jī)械有限公司，廣西 桂林 541002)

硫化設(shè)備安全控制系統(tǒng)的革新

Innovation of curing press safety control system

姜彥彥

(桂林橡膠機(jī)械有限公司，廣西 桂林 541002)

S3000系列安全雷達(dá)掃描儀和FLexi Soft安全控制器都是SICK的安全產(chǎn)品，描述了在輪胎硫化機(jī)上將兩種安全產(chǎn)品配合起來(lái)構(gòu)成打破傳統(tǒng)的安全控制系統(tǒng)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比且達(dá)到SIL3安全等級(jí)的4安全區(qū)域單獨(dú)控制，并顯示出獨(dú)具的特性。

安全產(chǎn)品；安全等級(jí)；安全性能；S3000；FLexi Soft

隨著工業(yè)不斷飛速發(fā)展，各種程度的自動(dòng)化機(jī)器逐步在不同領(lǐng)域中，漸漸代替人類在欠佳環(huán)境中的工作，由此對(duì)于機(jī)器的安全等級(jí)和性能也相應(yīng)提出了較高的要求，隨之也出現(xiàn)了系列的安全產(chǎn)品如安全光電開關(guān)、安全光柵、安全雷達(dá)掃描儀和安全地毯等等。近年，在國(guó)內(nèi)外橡膠輪胎行業(yè)慢慢開始熱衷關(guān)注和著手進(jìn)行“無(wú)人硫化車間”，無(wú)論是自動(dòng)生胎物流裝置還是硫化機(jī)設(shè)備對(duì)安全方面都提出了特定要求。

2015年，有些國(guó)外大規(guī)模輪胎公司，在硫化機(jī)項(xiàng)目的技術(shù)協(xié)議中明文規(guī)定：安全裝置必須達(dá)到安全等級(jí)SIL3級(jí)及以上且符合IEC/ EN 61508，并保證安全性能等級(jí)達(dá)到PLd或以上即符合EN/ISO 13849-1標(biāo)準(zhǔn)或符合IEC/ ISO954-1標(biāo)準(zhǔn)中的第4類標(biāo)準(zhǔn),以及要求硫化機(jī)前面（因左右機(jī)械手裝置和自動(dòng)胎坯物流系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)4個(gè)獨(dú)立保護(hù)安全區(qū)域控制等。為了達(dá)到客戶要求，傳統(tǒng)的方案會(huì)首先考慮通常只能單區(qū)域保護(hù)的安全光柵（位于1中B可同時(shí)保護(hù)1和2區(qū)域）或最多也只能保護(hù)兩區(qū)域的安全掃描儀等（位于圖1中A可同時(shí)單獨(dú)保護(hù)1和2區(qū)域），然后得出的結(jié)果是不得不在這常規(guī)使用基礎(chǔ)上再增加安全產(chǎn)品，無(wú)論是四組安全光柵還是兩個(gè)安全雷達(dá)掃描儀都大大超出了制造成本預(yù)算，因此為在能夠滿足客戶同時(shí)兼顧成本，最終選擇了打破傳統(tǒng)的高性價(jià)比的安全控制系統(tǒng)（如圖2所示,安全雷達(dá)掃描儀配合安全控制器）。

安全雷達(dá)掃描儀配合安全控制器的安全系統(tǒng)，具備了高性價(jià)比、高效性和靈活性等特點(diǎn)，目前而言從某個(gè)意義上來(lái)說(shuō)用最優(yōu)化的成本實(shí)現(xiàn)安全雷達(dá)應(yīng)用的最大化，繼而實(shí)現(xiàn)4個(gè)獨(dú)立保護(hù)安全區(qū)域的控制。

圖1 傳統(tǒng)安全防護(hù)示意

圖2 安全雷達(dá)掃描儀系統(tǒng)

1 通訊方式獨(dú)特性

如圖3所示的系統(tǒng)配置,該方案選用了1個(gè)高級(jí)型的S3000安全激光掃描儀和安全控制器Flexi Soft，通過(guò)EFI通訊方式將兩者聯(lián)系起來(lái)，再將現(xiàn)場(chǎng)狀況反饋到PLC控制系統(tǒng)中，這樣一連串的信息傳遞可以讓中樞CPU給出一個(gè)實(shí)時(shí)的快速應(yīng)對(duì)，以至于對(duì)監(jiān)控區(qū)域起到安全保護(hù)的作用。該方案目前為輪胎行業(yè)的應(yīng)用首例。

圖3 新型安全控制系統(tǒng)配置圖

2 參數(shù)設(shè)定和邏輯編程軟件的人性化

S3000和安全控制器Flexi Soft都有專用的軟件，S3000的軟件CDS主要用來(lái)設(shè)定雷達(dá)掃描儀的參數(shù)；而Flexi Soft的Designer軟件既能進(jìn)行整個(gè)安全系統(tǒng)的邏輯編程也能進(jìn)行相關(guān)硬件配置中的安全產(chǎn)品如S3000的參數(shù)設(shè)定，并且該軟件編程界面形象、入門簡(jiǎn)單、功能全面和人性化等等，使得系統(tǒng)內(nèi)各硬件配置、參數(shù)設(shè)定和模塊化邏輯編程合理地融合在一起。以此，現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試和維護(hù)人員可根據(jù)實(shí)際情況選擇便捷的方式來(lái)操作。

3 系統(tǒng)配置的靈活性

該安全控制系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件靈活配置保護(hù)區(qū)域，可通過(guò)優(yōu)化安全距離來(lái)提高系統(tǒng)功效和生產(chǎn)效率，并且無(wú)需防護(hù)區(qū)域的開關(guān)，真正實(shí)現(xiàn)了便捷優(yōu)化的區(qū)域防護(hù)。

4 硬件接線和維護(hù)的便捷性和成本節(jié)省的最大化

通過(guò)EFI協(xié)議通訊的安全系統(tǒng)如圖3所示，節(jié)約了很多硬件接線，通過(guò)安全控制器的軟件模塊化邏輯編程來(lái)替代傳統(tǒng)的硬件邏輯連接，直接在軟件上監(jiān)控就能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀況一目了然，很好地節(jié)省了查線糾錯(cuò)的時(shí)間，也減少了硬件接線可能的出錯(cuò)點(diǎn)，便于維護(hù)保養(yǎng)。因此，該系統(tǒng)無(wú)論從設(shè)備成本還是人員維護(hù)成本的節(jié)省程度都是盡可能達(dá)到了最大化。

綜合以上安全控制系統(tǒng)的主要特性，如圖2所示，當(dāng)有障礙進(jìn)入?yún)^(qū)域4只停止右存胎器和自動(dòng)胎坯物流系統(tǒng)；而進(jìn)入?yún)^(qū)域3則不僅停止右存胎器和自動(dòng)胎坯流系統(tǒng)，與此同時(shí)右機(jī)械手和所有除硫化狀態(tài)外的相關(guān)硫化機(jī)動(dòng)作也停止。該系統(tǒng)在一定程度上真正實(shí)現(xiàn)了4區(qū)域的獨(dú)立安全監(jiān)控，也為未來(lái)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的“無(wú)人硫化車間”的大趨勢(shì)奠定了基礎(chǔ)。

(R-01)

TQ330.493

1009-797X(2016)07-0051-02

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.07.014

姜彥彥(1979-),女，電氣工程師，2001年畢業(yè)于華東冶金學(xué)院(現(xiàn)安徽工業(yè)大學(xué))工業(yè)自動(dòng)化專業(yè)，主要從事電氣控制設(shè)計(jì)工作。

2015-11-15