可编程安全系统在压力机中的应用

　　 目前压力机的控制系统的核心主要是PLC,用它来控制压力机的动作顺序、温度、压力、流量、吨位、安全光幕以及停止连锁，在国内不少具有安全要求的机器中，普通的继电器或者PLC被广泛地作为控制模块，对安全功能进行监控。从表面看来，这样的机器在一定条件下也能够保证安全性。但是，当普通的继电器和PLC由于自身缺陷或外界原因导致功能失效时（如触点熔焊、电气短路、处理器紊乱等故障），就会丢失安全保护功能，引发事故。而对于可编程安全系统，由于其采用冗余、多样的结构，加之以自我检测和监控、可靠电气元件、反馈回路等安全措施，保证在本身缺陷或外部故障的情况下，依然能够保证安全功能，并且可以及时地将故障检测出来,从而在最大程度上保证了整个安全控制系统的正常运行，保护了人和机器的安全。然而普通PLC不属于安全产品，为了在PLC或外部其他因素影响PLC工作时确保人身及系统安全，外部电路中必须要设置安全措施防止可能导致的恶性事故。 

　　 1.外部控制电路中必须设有紧急停止电路、联锁保护电路、限位电路以及类似的安全措施。 

　　 2.在自检出任何错误时或在故障报警时，根据故障情况对压力机安全的影响，PLC输出报警或将全部输出置OFF状态。 

　　 3.由于输出继电器或接触器卡死、烧坏、粘连，PLC可能保持ON或OFF状态。 

　　 4.在DC24V输出（PLC的工作电源）过载或是短路时，电压可能不降并使输出变为OFF。 

　　 5.压力机上模具修理时通常使用抬安全杠的方法，安全杠上通常是连接安全栓，通过安全栓PLC输入信号，在由PLC控制输出，只要疏忽检查，安全杠失灵可能产生极严重的后果。

　　 二．Pilz可编程安全系统在压力机中设计 

　　 德国Pilz公司PSS系列可编程安全系统在配置、认证及操作方面具有显著的优点。由BG和TüV认证并加密的软件功能块取代了传统安全继电器的功能。使用所提供的故障/诊断工具，可在电子安全系统上实现多种用户友好的特性，从而能够提供安全、全面的解决方案。 

　　 本文通过某汽车制造厂压力机冲压线实际应用实例，介绍了PSS SB3006-3 ETH DP-S可编程安全系统，可以对冲压线各设备以及各子系统的安全运行状态进行监控。使用集成式，经过测试的软件块，对输入输出进行控制，从而在出现危险事件的状况下，安全的关闭整线压机，保护生产人员及设备的安全。 

　　 1.安全回路设计 

　　 （1）可编程安全系统 

　　 紧凑型可编程安全系统PSS SB3006-3 ETH DP-S作为主站，电源、处理器、内存、输入输出等集成在一个单一构架之内，可通过SafetyBUSp连接分散外围设备，核心部分中央处理器则采用了集成测试算法和冗余设计。本系统主站SafetyBUSp地址设为32. 

　　 （2）数字输入 

　　 分散型数字输入模块PSS SB DI16采用冗余的设计和完整的软件算法，16个数字输入可单通道和双通道安全相关输入设备，可以选择使用测试脉冲或不使用测试脉冲及安全相关应用。本系统PSS远程I/O站的4个PSS SB DI16模块的SafetyBUSp站地址分别为33、34、35、36. 

　　 （3）数字输出 

　　 分散型数字输出模块PSS SB DI8O8采用冗余的设计和完整的软件算法，8个数字输入可单通道和双通道安全相关输入设备，可以选择使用测试脉冲或不使用测试脉冲及安全相关应用。8数字输出其中6个正极输出（连接最大电流为2A的阻性和感性负载）可以为一个输入设备提供电源，无需使用测试脉冲，当与一个负极切换输出组合使用时可以作为双极输出，其余2个负极输出当与一个正极切换输出组合使用的时候可连接最大电流为2A的阻性和感性负载。本系统PSS远程I/O站的2个PSS SB DI8O8模块的SafetyBUSp站地址分别为37、38. 

　　 （4）自动化线交换信号 

　　 PSSU H SB DP带有SafetyBUSp接口的主模块用于连接一个PSSU系统至SafetyBUSp，适用于安全相关功能。安全输入模块PSSU E F..4DI支持4位数字输入，可用于检测DC24V数字输入信号。安全输出模块PSSU E F 4DO支持4位数字输出，每个输出的电流负载能力最大为0.5A,拥有短路保护及过载保护功能。 

　　 三．Pilz可编程安全功能块在压力机中应用 

　　 压力机在安全状态下激活触发信号包括：现场的操作站上及四个立柱上的急停按钮、用于临时加修模具的安全栓、防止操作人员探入冲压区域的安全光幕、保证不被冲压零件飞溅的栅栏门限位开关、用于冲压零件的双手操作。下面介绍压力机中Pilz功能块的应用。 

　　 1.双手控制（SB59） 

　　 SSNR：KB001~KB200（在DB015~DB017有相关的参数）。 

　　 STFG：双手同步使能，只有当这个信号为高电平时，双手程序块才有输出FG。 

　　 Mein：单行程模式，当其产生下降沿时将会把双手程序块的输出切断。必须把双手按钮释放再按下时程序块才有输出。如果不用单行程则把MEin置为M110.00。 

　　 T1.2：N/C按钮1。 

　　 T1.4：N/O按钮1。两个按钮的同步时间固化为0.5s，依据EN574 

　　 T2.2：N/C按钮2。 

　　 T2.4：N/O按钮2。 

　　 KU_S：N/O和N/C触点切换时间。1~1000ms。建议值为100ms 

　　 RSET：复位。上升沿信号。 

　　 Tipp：调试模式，如果其为高电平，代表两个按钮按下去后，一个释放，程序块仍旧有输出FG；然后再按下，程序块有输出FG。通过这样的方式来达到调试的目的。 

　　 Auf：专用于水压机上的一个向上运动信号。如果其为高电平，当一个按钮按下超过0.5s时输出AUF会为1，但FG还是为0。 

　　 Off：取消双手功能。所有输出参数都为0 

　　 FG：输出使能。 

　　 GST：双手按钮起始位置说明。 

　　 AUF：水压机上升运行的表明。 

　　 OFF：输入参数Off的表明。 

　　 2.急停按钮（SB63） 

　　 SSNR：KF001~KB600 

　　 GRP：I/O组群号，如果不使用则设为M110.1。 

　　 NC_1：急停NC contact1。 

　　 NC_2：急停NC contact2。 

　　 AuSt：自动启动。 

　　 ARSt：自动复位。 

　　 FTST：功能测试，当急停按钮发生同步错误时才需要功能测试。 

　　 RSET：复位按钮，上升沿信号。如果不需要复位按钮则把其置为M110.0。 

　　 3.安全门（SB64） 

　　 SSNR：ID代码 

　　 GRP：组群号 

　　 S1：门开关信号1 

　　 S2：门开关信号2 

　　 SyTi：S1和S2之间的同步时间，0~32767ms，0=无穷大。 

　　 MRun：机器在运行。当这个信号产生个下降沿时，程序块将没有输出，必须要操作者将安全门打开并关闭1次才行。 

　　 AuSt：自动启动 

　　 ARSt：自动复位 

　　 NoFT：不需要启动测试。 

　　 注：启动测试的复位方式和ARSt有关。 

　　 RSET：复位按钮，上升沿信号。 

　　 四．结束语 

　　 本文介绍的可编程安全系统在压力机线上设计及应用较为复杂，对设备及设备管理人员要求较高，在复杂的冲压线有广泛的实用性。希望本文能为解决类似问题提供一种思路和方法，在提高设备的安全性的前提下，最终提高工作效率。