皮爾磁安全技術在大型沖壓設備中的應用

大型沖壓設備是轎車生產中的第一個環節。其中開卷剪切設備將鋼材卷料剪切或者落料成需要的形狀和規格的料片，這些料片被送到沖壓生產線上，壓制成各種沖壓件，比如前蓋內板，外板；后蓋內板，外板；車門內板，外板；底板，側圍，車頂等。

大型沖壓設備在安全上的特點：

1.設備可能對人員造成嚴重的傷害；從歐洲機床安全等級分析結果看，大型沖壓設備中的安全回路一般必須達到4級。部分在安全柵欄封閉后才運行運行的回路可以是3級。

2.設備可能對自身或者生產模具造成嚴重的，難以恢復的傷害；沖壓設備及安裝在設備中用于沖壓不同零件的模具都非常昂貴，而且也是因為昂貴，這些設備和模具絕大多數情況下都是獨養兒子。而且設備和模具一旦損壞，恢復非常困難，而且耗時。前面講了，沖壓設備是轎車生產中的第一個環節，如果這個環節停了，無法提供沖壓件，后續的生產全部要停下來。給轎車廠造成難以估量的損失。

　　由于大型沖壓設備的這兩個主要特點，安全控制在設備控制系統中占有極其重要的地位。一方面安全控制要保證操作人員的安全；另一方面，安全控制要保證設備和模具重要功能的安全。為了讓大家對沖壓設備的安全等級有一個直觀的認識，我用一個表格列舉了汽車生產中常用設備的安全等級：

沖壓設備安全控制的設計步驟，一般分為以下階段：
-將設備劃分成單個的安全回路；
-潛在風險的歸類；
-等級劃分（風險分析）；
-選擇相應的器件；
-符合安全規章的設計，布線，運行和維護；
-認證；

　　大型沖壓設備安全相關功能一覽：

　　上海大眾最初的沖壓設備上大量采用了Pilz公司的安全繼電器產品。這些安全繼電器的成功應用徹底改變了人們對沖壓這個工種的認識。采用之前的設備時，沖壓工多多少少都帶傷。尤其是手部。在Pilz安全繼電器在上海大眾沖壓設備的應用期間，沒有一起因為安全控制系統引起的事故。

　　隨著沖壓設備的功能增加，設備的復雜性也大大增加。而且隨著技術本身的進步，對安全控制提出了更高的要求。安全繼電器產品在大型沖壓設備上逐漸無法滿足要求。因此從2003年開始，我們開始采用Pilz的PSS系列可編程安全控制器，并采用Safety p安全總線產品。

　　相對于傳統的安全繼電器，可編程系統提供了以下優點：

-靈活的設計；
安全PLC的安全功能由經過認證的軟件功能塊來實現，不再依賴于固定的硬件接線，為系統的設計和安裝提供了高靈活性。而且軟件編程可以實現更加復雜的邏輯關系，以適應各種各樣的工作模式；

-方便可用的診斷信息；
一條典型的大型沖壓生產線長約80米，寬約20米，地面上高度約11米，地下深度約6.5米。各現場輸入輸出設備就分布在這樣一個廣大的空間中。而控制系統所在的電柜放置在沖壓線旁邊高度為6米和10米的電柜平臺上。因此如何定位故障點和故障原因對減少停機時間，快速排除故障有極其重要的意義。借助于PSS和Safety p安全總線提供的診斷功能，并將這些診斷信息不斷傳遞到SCADA系統中，使得操作和維護人員從機床的操作屏幕上就可以即時了解故障出在哪個安全回路，哪個模塊上；是什么原因造成了該安全回路的故障，都可以從診斷信息中直接得出。

-更多的診斷信息；
采用PSS測試脈沖時，可以檢測到安全繼電器無法檢測到的更多的故障。并且這些故障可以保存在故障堆棧中，對故障的追溯和排查提供了可能。

　　安全技術在上海大眾大型沖壓設備上的應用，保證了長期安全的生產。安全的生產環境不僅提升了企業在員工心目中的形象，而且讓員工可以安心工作，不再生活在恐懼中。當然安全技術是保證安全生產的一個方面，管理措施和對員工持續的培訓是確保安全的另一方面。有了這兩個方面的配合，才能小心駛得萬年船。

作者：賀本湖 博士
上海大眾汽車有限公司沖壓規劃科