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融合了传感器、控制和驱动技术的完整的安全试验台解决方案

供稿:皮尔磁工业自动化(上海)有限公司 2016/3/23 14:28:23

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  • 关键词: 安全试验台 传感 控制 驱动技术
  • 摘要:购买知名品牌的产品时,您当然希望它们能够每日安全、可靠地运行。对于门、窗、幕墙、温室、阳光房和太阳能技术产品系统制造商 Schüco 而言,高质量标准绝对至关重要:在他们的各式普通窗户和落地窗出厂前,都要依照 DIN EN 13126-8 标准,采用一台组合式试验台对接头彻底检测。Schüco 采用了 Pilz 的自动化和安全解决方案,来确保在检测过程中,窗户和相关的操作人员都绝对安全。

欧洲标准 DIN EN 13126-8 规定了倾斜和旋转以及先倾斜和只旋转的五金件或接头的耐久性、强度、防护有效性及功能的要求和检测方法。如果满足这些方面的要求,即可确保门窗正确操作时满足特定的要求。Schüco 总部设于德国比勒菲尔德,经营生产一系列的金属和塑料设计产品,以及可用于新型建筑和现代化项目的新能源产品。该公司经营范围覆盖到全球 78个国家,始终践行最严格的质量标准,如今已发展成了创新性建筑外围产品市场的全球领导者,是门、窗、幕墙和太阳能解决方案领域的翘楚。


安全性和生产效率不应此长彼消

保证安全设施符合机械指令要求,并严格按照标准规定规划、实施检测流程,是窗户接头的组合式试验台的设计标准框架。与此同时,控制技术的安全相关设计还要符合 EN ISO 13849-1标准的要求。“当时我们迫切希望能找到一家具有广泛的解决方案专长、自身又极为强大的自动化应用合作伙伴,Pilz 成为了我们的首选。我们的合作之所以能够成行,不单单因为我们双方已建立了长期、互惠且富有成效的合作关系,还因为 Pilz 提供的产品、解决方案、咨询水平以及整体方法历经反复验证,展现出了充分的说服力。” Schüco Alu Competence 服务和维护经理 Michael Kaumkotter 表示。




这一“新型”试验台负责对门窗进行严格的检测,以确保其具备了完美的功能和强度。其包含了两个可以独立操作的检测站。需要对配件进行检测的窗户将会被插入到相应的检测站并固定就位。随后,再将驱动旋转和倾斜运动的伺服电机驱动轴装配到窗户上。现在,即可启动不同配件的单独检测配方。前述标准要求,在一侧检测站仍在进行检测时,出于设置等需要,必须可以安全进入另一侧的检测站。整个设备应经由一个安全围栏进行封闭;同时应预装上紧急停止按钮,以便在必要时可以立即将整个设备安全停止。接入点应由安全门提供保护,该安全门应采用具有磁性防护锁定功能的编码式、非接触式安全门系统:即 Pilz 的 PSENslock。这一系统将安全门监控功能和 500 N 或 1000 N 非接触式磁性联锁功能结合在同一产品中。PSENslock 具有灵活的连接选项(5芯或 8芯 M12接头),无论单独使用或串联,均可用其实现最高 PL e 级的安全门监控。与其机械式替代方法,PSENslock 采用了 RFID 应答器技术,可实现最高级别的安全门误操作防护。对于需要频繁开闭的门,磁性防护锁定设备尤为有用 - 和机械式系统不同,它们允许门升降,切不会存在磨损。

旨在实现安全、有效地驱动的安全运动控制解决方案




在检测流程实施过程中,我们将 PMCprotego D 伺服放大器与 PMCprotego S 安全卡相结合,以便反复(大约一万次) 90度旋转、倾斜和关闭普通窗户和落地窗。监控安全速度时,无需采用附加硬件;而 PMCtendo AC3 伺服电机则可提供标准反馈功能。PMCprotego D 伺服放大器和 PMCprotego S 安全卡的结合,可以简便地实现安全限速 (SLS)、安全运行停止 (SOS) 或 安全停止 2 (SS2) 等安全功能。驱动器先进行受控停止,之后再进行安全运行停止。所有控制功能得到维持,同时停止位置也得到有效监控。现有的标准 SS2 解决方案仅监控一个特定时段的制动斜坡,PMCprotego S 安全卡则可在监控制动斜坡的同时,还可监控驱动系统的潜在故障。


在检测过程中,接头并不通过精确的半径泛泛地描述,而是生成一个椭圆半径,从而确保位置值和速度均通过伺服放大器上的参数通道以  5度间隔进行交换。通过这种方法,可实现 0.5 m/s 的恒定速度,从而在确保高性能的同时实现较短的周期时间。


该驱动解决方案支持一系列现场总线系统。在 Schüco,此伺服放大器通过 ProfiBUS DP 协议与控制系统联机。除此之外,在满足安全原理要求的前提下,该驱动器还需要能在安全限速 (SLS) 模式下行进。为此,必须能够安全地、选择性关闭所有伺服轴,从而实现 PL d 安全等级(安全运行停止,SOS)。高动态性能的伺服放大器 PMCprotego 具有较高的性能和较短的反应时间,其和 PMCtendo 伺服电机的组合可确保:能够以极高的精度开展检测,可确保最优质的产品质量。


PASconfig 软件使客户能够轻松、快捷地完成 PMCprotego S 安全卡的参数设置和调试。该工具采用描述性图表最大限度减少数据输入时的错误,是 Pilz 驱动技术安全理念的重要一环。




PNOZmulti:安全屏障

作为一种集中式安全部件,PNOZmulti 可编程控制系统涵盖了所有安全相关功能,可对监控安全门和急停/复位按钮的安全传感器进行监控;其具有 20路数字量输入、4路数字半导体输出和 2路继电器输出,还可监控用于维持“安全减速设置”模式安全运行的操作模式选择开关和伺服放大器。PNOZmulti 可通过安全输入和输出切换所有传感器,无需采用任何易磨损的硬件。“我们之所以选择 PNOZmulti,并不单单因为其可以简单地随意配置。这一控制系统可以省去大量的继电器和电路,且不必进行复杂的配线。其带给我们的最直观的印象就是采用配置取代配线,调试简单、快捷,”Michael Kaumkotter 重点强调了这一点。


与此同时,这还包含了 Pilz 的前瞻性、综合性整体解决方案。

此项工作的首要目标是开发安全的检测站,此类检测站应可在不妨碍灵活性和生产效率的前提下运行,同时还应符合所需的性能等级 PL d。在 Pilz 和 Schüco 通力紧密协作下,我们依次完成了从设计、产品选型,再到调试、维护和支持,最终打造成单独定制的通用解决方案的过程。这其中包括了驱动配置。此检测站采用模块化结构,可视需要进行扩展。在项目设计、配置、归档和调试阶段,PNOZmulti Configurator 配置工具提供了全程支持。“整个车间成为了一个通用、相干系统解决方案。我们今后当然会继续选用 Pilz 安全解决方案,” Michael Kaumkotter 总结道。   

审核编辑(苏强)
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