皮爾磁安全繼電器的實際應(yīng)用(注塑機(jī))

1、大連海容流體設(shè)備有限公司與德國皮爾磁生產(chǎn)廠家合作，代理銷售皮爾磁的各種安全繼電器產(chǎn)品。同時提供安全解決方案。下面就來講講德國皮爾磁的 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)用于國防、機(jī)電、汽車、交通運輸、建材、包裝、農(nóng)業(yè)、文教衛(wèi)生及人們?nèi)粘Ｉ罡鱾€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程。注射成型是一個循環(huán)的過程，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。任何一臺機(jī)械都存在一定的危險。一臺安全的機(jī)械，要求能夠在其整個使用壽命之內(nèi)，在執(zhí)行其功能、安裝、調(diào)試、維修和拆卸的過程中，不能對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)械的安全等級要求為3級以上。其危險主要存在于合模區(qū)域、夾持機(jī)械裝置區(qū)域、中子移動區(qū)域、頂針驅(qū)動機(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、高壓液體釋放的危險、電氣危險、熱源導(dǎo)致的危險、氣體&蒸汽&塵埃導(dǎo)致的危險等等。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，識別和評估以上危險和風(fēng)險，然后采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣頊p少其風(fēng)險、隔離其危險，最終設(shè)計和制造出一臺安全的注塑機(jī)械。對于整臺機(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)出一個超越與其他所有信號的動作，切斷馬達(dá)和閥的電源，使機(jī)器安全的停止。對于合模區(qū)域，模板的動作會對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，我們采用一個強(qiáng)制斷開觸點開關(guān)和一個非強(qiáng)制斷開觸點開關(guān)作為安全門的監(jiān)控輸入信號。當(dāng)前門打開的時候，停止合

4、模區(qū)域內(nèi)的一切動作，包括切斷控制合模、注射等閥的電源。當(dāng)后門打開的時候，不僅僅合模區(qū)域內(nèi)的動作需要被停止，馬達(dá)的電源也必須被切斷。頂蓋防護(hù)門可以采用一個強(qiáng)制斷開觸點開關(guān)作為監(jiān)控輸入信號。當(dāng)頂蓋被打開的時候，停止合模區(qū)域內(nèi)的一切動作。同時，在安全門下部必須安裝一個凸輪閥。當(dāng)門打開的時候，使凸輪動作控制一個截止閥，用以斷開液壓回路。對于此凸輪閥，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。對于注塑單元區(qū)域，我們必須增加注射防護(hù)門來降低該區(qū)域的風(fēng)險。當(dāng)注射防護(hù)門被打開的時候，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作如開門后，依然可以接通部分閥、進(jìn)行諸如開模、頂出等操作。根據(jù)不同的規(guī)格的注塑機(jī)械，可以以拉桿距離來判斷是否需要安裝安全地毯。對于帶有氣動裝置的自動安全門，可以根據(jù)EN 954-1的等級評估，考慮是否需要使用邊沿開關(guān)，并且將信號接入安全系統(tǒng)，在安全門關(guān)閉的過程中，保護(hù)操作人員。由于注塑機(jī)械的安全等級要求達(dá)到3級以上（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，必須經(jīng)由一個可靠的系統(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由一個非安全的系統(tǒng)來控制，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)和多樣的檢測電路，從而可以達(dá)到高安全等級的要求。上述安全功能可以分別由單個安全繼電器來控制，再將這些安全繼電器的輸出進(jìn)行硬接線上的邏輯連接，最終控制相應(yīng)的安全輸出。但是，這樣的一個解決方案會導(dǎo)致諸多的問題。首先，成本增加。為了達(dá)到高的安全等級，必須使用一個安全繼電器控制一個安全功能。這樣不僅使安全模塊的隱含使用成本增加，而且接線成本和隱含設(shè)計成本也一同提升。其次，故障診斷困難。由于各個安全功能之間的邏輯關(guān)系使用硬接線來完成，在既要達(dá)到一定安全

7、等級，又要兼顧邏輯功能的情況下，必然會使得診斷和維修變得異常困難。第三，擴(kuò)展能力差。如果要在這個安全系統(tǒng)上增加額外的安全功能，接線的改動和安全模塊的安裝將會帶來較多工作量。所以，單一安全繼電器的解決方案并不適合于這個應(yīng)用。對于這樣一種安全功能介于4至14個之間的應(yīng)用，Pilz專門開發(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的安全電路可在個人電腦上使用圖形配置工具輕松生成。PNOZmulti由一個PNOZ m0（1/2）p基礎(chǔ)模塊和若干個擴(kuò)展模塊組成。基礎(chǔ)模塊可

8、單獨使用，包括20個可連接急停按鈕、安全門、雙手控制器等所有安全功能的輸入點；4個2A容量的半導(dǎo)體安全輸出；2個繼電器安全輸出；一個輔助非安全輸出以及4個測試脈沖輸出?？梢允褂脭U(kuò)展模塊來達(dá)到增加輸入輸出點、速度監(jiān)視、現(xiàn)場總線連接的功能。通過基礎(chǔ)模塊上的RS232接口可以直接向PNOZmulti寫入程序，或使用讀卡器向SIM智能卡寫入程序后插入PNOZmulti運行。PNOZmulti有以下特點：1. 模塊化的結(jié)構(gòu)，使用靈活PNOZmulti已經(jīng)有了3個版本的基礎(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是專為壓機(jī)開發(fā)的基礎(chǔ)模塊。對于小型注塑機(jī)械，可以使用PNOZm0p進(jìn)行安全功能的控制。對于中大型、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，操作簡單易懂，無需特殊的編程知識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。PNOZmulti Configurator有多種語言版本，包括有中文，德語, 英語, 西班牙語, 法語, 意大利語, 日語。通過PNOZmutli Configurator，只需

10、要使用鼠標(biāo)拖拉，就可以迅速完成一個安全電路，縮短了設(shè)計和開發(fā)周期。每一個基礎(chǔ)模塊需要使用一塊SIM卡，用于存放程序?？梢酝ㄟ^兩種方式將程序下載至基礎(chǔ)模塊?？梢酝ㄟ^讀卡器，將程序下載至SIM卡；可以通過串行電纜和基礎(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，而無需硬接線上的繁瑣更改。3. 強(qiáng)大的診斷功能可以通過以下方式進(jìn)行故障診斷：a） 每一輸入輸出點都帶有LED指示燈b） 可以通過串行電纜和基礎(chǔ)模塊上的RS232串口，執(zhí)行動態(tài)程序顯示功能，用于故障診斷和設(shè)備調(diào)試c） 可以通過故障堆棧信息，迅速判斷故障d）

11、 可以通過診斷字，判斷各個功能塊的狀態(tài)e） 可以與PMImicro Diag配合使用，通過人機(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PNOZmi2p和PNOZmc1p，可以控制普通標(biāo)準(zhǔn)功能，諸如起動按鈕、復(fù)位按鈕，或進(jìn)行狀態(tài)信號輸出；可以通過普通標(biāo)準(zhǔn)總線，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)計人員只需要把輸入和輸出分別接入PNOZmulti，然后使用PNOZmulti

12、Configutaor 來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)計人員的開發(fā)周期，同時也降低了成本。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。對于不同規(guī)格的注塑機(jī)械，Pilz都能夠根據(jù)客戶的不同要求，提供合理的、高性價比的解決方案。在國內(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)計人員或最終用戶所忽視。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，雖然其價格低廉，功能完善，但是其根本稱不上是一臺合格的注塑機(jī)械。這樣的設(shè)計和制造既不符合現(xiàn)代以人為本、安全為上的世界潮流，也不符合國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如此往復(fù)，只能夠使中國的制造業(yè)和自動化產(chǎn)業(yè)一直停滯在一個低附加值、生產(chǎn)加工型的世界工廠的尷尬境