ESALAN安全PLC在數(shù)控加工中心的應用

ESALAN安全PLC在數(shù)控加工中心的應用

近年來，我國機床加工等裝備企業(yè)得到快速發(fā)展。從技術(shù)上，機床裝備相繼得到很大的進步，已經(jīng)不亞于國際水平，有些甚至達到國際領(lǐng)先水平。但是在市場上，很多機床的售價偏低，特別是高檔機床，面臨洋品牌、價格、質(zhì)量等很多方面的挑戰(zhàn)。主要原因之一是國內(nèi)很多企業(yè)只注重在機床功能和應用上的研發(fā)、改進，而在安全、環(huán)保等方面，未能滿足國際相關(guān)的標準，和國際市場接軌還有很大差距，從而導致一些企業(yè)產(chǎn)品出口受阻，不能在國際舞臺和國外品牌一爭高低。出于企業(yè)出口的需要，很多企業(yè)已經(jīng)逐漸從開始模仿到自覺加強安全保護，自我約束和安全意識不斷提高。另一方面，隨著改革開放廣度和深度的不斷加大，眾多外資企業(yè)進駐國內(nèi)，參與國內(nèi)市場競爭，搶占市場。裝備企業(yè)不得不面臨很大的競爭壓力，采取積極措施應對。單純通過降低生產(chǎn)成本的方式是有限的，增加產(chǎn)品附加值才是主要途徑。除了產(chǎn)品功能完善、齊全外，產(chǎn)品安全、可靠性高越來越成為用戶選擇的主要原因之一。國內(nèi)同行競爭的加劇，導致企業(yè)追求生產(chǎn)率以降低經(jīng)營成本，安全事故也相應增加。國家不斷在加大安全立法、執(zhí)法的強度，安全標準相繼出臺，安全已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ?、工作關(guān)心的話題。機床加裝安全保護裝置，不僅成為個人的自我保護要求的體現(xiàn)，也是維護企業(yè)利益，降低意外風險損失的有效途徑，因此加裝安全保護措施已經(jīng)成為數(shù)控類機床的標準配置。目前數(shù)控類機床安全保護大多采取的方式是各個安全保護裝置獨立設(shè)計后拼裝在一起，不能很好有效地實現(xiàn)一個完整的系統(tǒng)解決方案。為此，筆者這里對某進口機床配置的ESALAN 安全PLC 安全繼電器產(chǎn)品給予介紹，并提供給大家設(shè)計選擇安全保護裝置的內(nèi)容和方法，也可作為選擇安全繼電器的參考。

選擇安全產(chǎn)品的基本原則

根據(jù)歐洲機器指令和EN954-1 安全等級的基本要求，首先依據(jù)機器的工作模式、功能，需要對機器工作可能存在的所有危險進行分析、評估，確定機器各個部分的危險等級，從而選擇相應的安全等級，一般選3 級可以滿足大多數(shù)的應用。接著對所有要做安全保護的部分進行統(tǒng)計，包括輸入、輸出、保護的安全等級、系統(tǒng)的工作模式、系統(tǒng)復位方式等。最后設(shè)計、選擇合適的安全保護方式和產(chǎn)品。

ESALAN COMPACT 的外觀和性能簡介

ESALAN COMPACT 是一集成若干安全繼電器（5~8 個）于一體的安全PLC?？梢蕴峁┯脩?4 個輸入（E02.0~E04.7），9 個半導體安全輸出(A00.1~A00.7, A01.0, A02.0) 和3 個安全繼電器輸出(A01.1~A01.3)，以及內(nèi)部64 個時間繼電器(T00.0~T63.0) 和512 個標志符( M00.0~M63.7)。

ESALAN COMPACT 外觀

安全PLC 輸入允許單通道或雙通道。它對每一個外部輸入都采取雙通道數(shù)據(jù)處理。

ESALAN 內(nèi)部設(shè)有兩個不同生產(chǎn)廠家的不同設(shè)計、制造工藝的微處理器，內(nèi)部軟件也是采取不同設(shè)計思路，因而無論硬件、軟件同時出現(xiàn)故障的幾率非常低。同時基于它們基礎(chǔ)而設(shè)計的兩個監(jiān)控系統(tǒng)互為冗余，只有兩個系統(tǒng)均檢測到該信號正常且允許輸出，一個對應的邏輯信號才正確地得以傳送到下一級接受單元，直到輸出。

ESALAN 保護系統(tǒng)

根據(jù)該數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)和性能分析，確定系統(tǒng)安全等級為不低于3 級。其中對輸入點數(shù)統(tǒng)計如下：

1、安全防護門，左右各1 扇，安裝有2 個門鎖開關(guān)和2 個門限位開關(guān)Q1，Q2。
2、緊急停止按鈕E1，E2，觸摸屏操作臺上1 只，機器操作臺1 只。
3、CNC 軸狀態(tài)檢測傳感器T1，T2，檢測主軸的速度。
4、液壓系統(tǒng)壓力檢測保護開關(guān)信號P1，P2。
5、工具放置位置檢測信號W1。

同樣輸出電路也是采取雙通道檢測原理，CPU1 和CPU2 均正常工作，輸出1 和輸出2同時接通，負載才可以工作；對半導體輸出和繼電器輸出，同樣道理。只是對半導體輸出，需要用戶作好多余容量及干擾的吸收。根據(jù)安全保護的需要，輸出點數(shù)的統(tǒng)計如下，其中不包括主控單元的控制信號和輸出：

1、主軸電機主控繼電器2 只，Ka，Kb;
2、液壓電機接觸器2 只，Kc，Kd。
3、門鎖打開信號2 個，左右各1，給Kg，Kh。
4、電磁閥輸出2 個，Ke，Kf。
5、變頻器控制安全輸出1 個。
6、安全監(jiān)控燈輸出1 個，指示工作狀態(tài)。

接線實例

軟件的實現(xiàn)

ESALAN COMPACT 隨產(chǎn)品提供軟件應用CD，安裝到PC 上?？梢詫崿F(xiàn)在線設(shè)計或脫機設(shè)計、參數(shù)設(shè)定等，工作完成后，通過RS232 接口下載到裝置內(nèi)。無須特別學習編程軟件語言，通俗易懂，類似常規(guī)PLC 一樣靈活實現(xiàn)控制邏輯和安全監(jiān)控。

和數(shù)控中心單元的通訊

安全電路的監(jiān)控最終必須和數(shù)控中心控制進行有效整合，才能發(fā)揮功效。ESALANCOMPACT 提供有CAN、PROFIBUS DP、MODBUS、A-B DF1 等接口，實現(xiàn)和主控單元的通訊，實時地將系統(tǒng)保護部分的工作狀態(tài)，安全裝置的正常工作與否等通知主控單元，實現(xiàn)系統(tǒng)整機的安全控制和保護。此外，ESALAN COMPACT 可以提供RS232 接口，滿足不同用戶的需求。

結(jié)束語

ESALAN COMPACT 由于具有多輸入/輸出，同時具備了安全繼電器和PLC 靈活編程、安全可靠等優(yōu)點。因而替代多個安全繼電器組合, 滿足需要多個保護裝置的整機、數(shù)控加工中心、自動化立體倉庫、機器人現(xiàn)場保護、汽車流水線等場合的應用, 具有性價比高，體積小、接線方便、維護簡單等特點。