皮尔磁：实战机械压机的安全控制（含组态与程序）

机械压力机的安全标准
    在机械行业的各类机器中，机械压力机一直以来都是危险性极高的机器之一，每年由于机器本身没有完善的安全防护而使得操作人员在使用机器时受伤的情况屡见不鲜。
    机械压力机在运行时可能会导致挤压、摩擦、拖曳等危险，这些危险一旦发生，将导致严重的人员伤害。因为机械压力机的危险性之高，国际上有专门针对它的安全标准——EN 692。
    该标准针对机械压机做出了明确的安全要求。国内也参照EN 692的压机标准，结合自身的特点，制定并推行了最新的强制性国标 —— GB 27607-2011。
    今天，我们将结合GB 27607-2011标准中对于机械压机控制系统相关安全要求，使用皮尔磁PNOZ m B1基础模块搭配PNOZ m EF 8DI2DOT压机扩展模块，来实现压机的完整安全控制系统设计。

压机会导致严重的人员伤害

机械压力机的安全功能
    对于单台机械压机来说，整台机器上需要监控的安全功能通常包括：紧急停止按钮，联锁防护装置，安全光幕，双手按钮，光幕屏蔽信号，模式选择开关，主控电机及安全双联阀。另外，对于机械压机这类特定结构的机械，还需要对其凸轮进行监控。
    标准规定急停按钮，联锁防护，光幕以及安全阀，均需达到GB/T 16855.1-2008中的4类要求，满足该等级要求的元件，它们的任何故障都应被检测到，不应存在由于元件发生故障而导致安全功能丢失的情况。因此安全元器件都采用冗余输入形式。
    我们将可能遇到的安全输入输出点做了统计：

在控制执行机构中，双联阀是机械压机的主要安全执行机构，用于驱动离合制动器，使压机滑块启动或停止运行。
    双联阀的通断除了取决于如急停，安全联锁，光幕等安全信号之外，还取决于机械压力信号等标准信号，这些标准信号可通过标准PLC采集，并通过现场总线传递给安全控制器。同时，安全传感器的状态也需要通过总线传给标准PLC，用以实现非安全相关执行机构的控制。

对机械压机的安全功能进行设计

组态设定及安全程序实例
    在统计完所有安全和标准输入输出信号之后，便可进行组态。
    根据统计的安全输入输出点的数量，安全控制系统可以采用一个PNOZ m B1 基础模块，一个PNOZ m EF 16DI安全输入扩展模块,一个压机扩展模块，一个继电器输出扩展模块和一个现场总线通讯模块来实现。
组态结果图如下：

完整的安全系统组态

在PNOZ m EF 8DI2DOT压机扩展模块中，内置了诸多已经经过了EN 692认证的功能块，让机械压机的安全监控变得尤为便捷。
    以凸轮监控安全功能块为例，只需将启动信号，超程凸轮信号，回程凸轮信号及动态凸轮信号分配给安全功能块的相应输入点，功能块即可在运行时监控各个凸轮的排列顺序及状态变化顺序是否正常。
一旦凸轮信号发生故障，安全模块会立刻报警并切断双联阀，停止压机运行。程序如图所示：

凸轮监控安全功能块程序实例

同样，压机的各个工作模式，如寸动模式，单次模式，连续模式等，也可直接通过调用PNOZ m EF 8DI2DOT独有的压机操作模式功能块来实现。
    下图为单次模式的控制程序，通过调用单次模式功能块，可实现在按下启动按钮（如双手按钮）后，压机仅执行一次冲压，在回到上死点后，需再次按下启动按钮，才可进行第二次冲压。

单次模式的控制程序实例

安全双联阀是机械压机上最重要的安全执行机构之一。根据GB 27607-2011的要求，它需要达到最高的安全等级。皮尔磁PNOZ m EF 8DI2DOT上的安全阀功能块，可通过阀自身的反馈，监控双联阀运行时是否存在故障。而且这样的监控功能通过简单的对话框配置即可实现，如下图所示。

安全阀功能块配置实例

将机械压机上特有的安全功能配置完毕后，再结合其他的安全功能块，如急停，安全门，双手按钮等进行逻辑编程，便可完成整个压机的安全控制系统了。

完整的压机安全控制系统

这一切轻松的组态设计与逻辑编程都得益于皮尔磁的PNOZ m EF 8DI2DOT压机安全监控模块。
    内置的模块程序（mIQ）可以直接调用经认证的软件功能块，实现对压机动作的安全配置。这些功能块包括：
    –调整、单次、自动模式
    –监控机械旋转凸轮
    –运行时断轴监控
    –循环模式下电气保护装置监控
    –双手控制及安全阀监控
    小于8毫秒的快速响应时间及3毫秒的程序循环周期，再加上压机安全监控模块狭窄的宽度，特别适合于机械压机的改造工程。
    在使用了皮尔磁PNOZ m EF 8DI2DOT压机监控模块后，压机安全控制系统的设计变得更为简洁，直观，易于操作，后期维护也比较方便。因为压机的安全功能块通过了EN 692的认证，整个系统更加可靠，因此是针对机械压机的全面又可靠的安全保护。

PNOZ m EF 8DI2DOT 监控机械压力机的模块