施邁賽ESALAN安全PLC在數(shù)控加工中心的應用

　　安全保護的迫切性
　　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睢⒐ぷ麝P(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。可以提供用戶24 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）。

　　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)部設有兩個不同生產(chǎn)廠家的不同設計、制造工藝的微處理器，內(nèi)部軟件也是采取不同設計思路，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。可以實現(xiàn)在線設計或脫機設計、參數(shù)設定等，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。ESALAN COMPACT 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。