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倍加福 浅谈AS-Interface Safety at Work-概述

供稿:上海倍加福(P+F)工业自动化贸易有限公司 2009/2/28 17:44:00

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  • 关键词: 电机 工控 步进电机
  • 摘要:AS-Interface安全系统集合了安全设备,比如:安全门开关、急停开关、安全光幕等等。采用这种安全系统,用户可以快速的组建一个符合SIL3安全等级4规范的安全系统。

        随着自动控制技术在机器设备上的大量运用,机器设备的运转速度和生产效率都得到大幅提升,与此同时,机器复杂程度的提高也可能会因为操作人员的失误引发意外事故。对于一台机器或整个工厂的设计,首先要确定当前或者发展中可能存在风险的等级,通过评估、设计、选择、验证以及维护等一系列程序来建立真正安全的生产环境,这些都要遵循相关的国际安全标准和规则。


        安全系统就是用来制止不安全的运动,甚至当操作者所执行的动作将会产生相反的危险和伤害结果时,操作者也不致受到机器的伤害。也就是说,在安全系统中,设备要包含有传输与安全相关的信息,要不断地发送一个“系统是安全”的信息。如果由于任何原因,这个信息没有正确传输,安全系统必须立刻停止不安全的运动。

               
        
     一直以来,安全控制技术一直落后于标准的控制技术。30年前,几乎所有的控制系统都采用继电器控制方式,但这种方式安装和维护的成本较高,且重新配置系统比较麻烦,非常不灵活。基于这些原因,PLC及其他一些比较“智能”的控制技术就逐步取代了继电器控制方式,因为PLC减少了硬件配置,简化了安装和维护过程,且能非常灵活地适应以生产过程为本的控制任务。随着生产规模的进一补扩大和生产技术的不断进步,控制系统的复杂性也在不断增强,新型的开放式现场总线技术的时代来临了,它不仅能使不同供货商的设备共存于一个总线系统中,而且还能简化布线,加快信息在数字网络上的传播。但实际上,标准的现场总线系统还不能算是一个完美的总线系统,尤其在“安全控制”方面存在着很大的漏洞。


        在过去的三年中,已经有很多安全防护技术的革新,但总线技术在安全防护系统中的应用,却具有划时代的意义。随着安全防护评估水平的不断提高,德国何其能公司也不断提高产品开发力度,推出相应的解决方案,迎接安全防护性能要求不断提高的挑战。 总线技术不仅在诊断功能方面,同时也在电器元件连接方面表现出了明显的优势。


        以汽车生产厂为例,尤其是在自动化程度较高的焊装车间和总装车间,大量的焊接机器人和装配机械手的出现,造成了许多需要安全保护的危险区域,所以安全传感器,如区域保护扫描器、安全光幕、安全锁、安全地毯、急停开关等的使用已经非常普遍,但现在连接这些安全设备的控制系统仍停留在“安全继电器”或“安全PLC”的非总线控制系统的低级控制状态,大大限制了生产过程控制系统的发展。但如果将这些安全设备连接到非安全的现场总线系统(如标准的Profibus、DeviceNet等总线系统)上去,就会存在比较大的安全隐患,是一种非安全的控制状态。      

  
       基于这种状况,世界上几家比较大的自动化系统公司联合了几家著名的安全传感器的生产公司,共同合作开发了开放性的、相互兼容的安全总线系统,如AS-Interface safety、 Profisafe、 DeviceNet Safety、 Interbus safety及Safety bus p等。这些安全总线控制系统大大加快了控制系统前进的步伐。


        AS-Interface Safety at Work 是一个基于AS-Interface系统的通讯网络,一个可以兼容相关的安全产品,例如急停开关,防护开关, 光幕, 激光扫描仪, 限位开关,并将它们的状态信号传送到智能安全继电器(又称安全监视器)的网络。它允许在确定的条件下,紧急停止数字/逻辑电路的动作。

 

        AS-Interface安全系统这个概念涵盖了以AS-Interface为基础的安全通信。几年以来,这个系统已成为一种传感器和执行器网络的工业标准。现场级安全装置以贯彻着安全规则的本质安全单元构成。以下两张图是传统安全系统和AS-Interface安全系统的比较,AS-Interface安全系统的优势显而易见。传统的安全系统更多地依靠人工,为了故障检测和处理,传感器和执行器用并行线连接,复杂而且易故障。而AS-Interface 安全装置却更为灵活、诊断功能更强、安装更为简易。由于布线费用通常仅占用整体安装费用的40%,这样一来成本节约还有很大的空间。在控制柜中不需要多余的控制单元,这样一来不仅节约了设备费用而且减小了安装空间。AS-Interface安全系统的核心部分-安全监视器,它集成了传统的安全PLC的功能,可通过软件组态不同安全系统的要求。


       AS-Interface安全系统集合了安全设备,比如:安全门开关、急停开关、安全光幕等等。采用这种安全系统,用户可以快速的组建一个符合SIL3安全等级4规范的安全系统。整个安全系统的响应时间为最大40ms,这个时间是指从安全模块的输入信号到达和安全监视器输出动作之间的时间。安全系统可简单的融入AS-Interface系统中。来自安全传感器的信号由安全监视器进行评估,它不仅监视安全传感器的开关信号,并且不断地检查数据传送是否正确。安全监视器在一个双通道组态中有一个或两个释放电路,能用来使机器或设备进入安全状态。传感器与监视器可以连接到该 ASi 接口网络的任意处。

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