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        保障安全
        來源: 圖爾克(Turck)公司作者: 圖爾克(Turck)公司時間:2021-03-06 16:04:11點擊:4846

        圖爾克


        基于繼電器、集中式或分布式:保障機器安全的方法多種多樣,圖爾克為用戶提供了廣泛的安全產品組合


        為了確保與機器接觸的人員的安全,制造標準要求每個制造商都要評估其產品的風險。制造商通過遵循三個過程步驟,將機器造成的危險風險降到可接受的風險水平:首先,必須通過設計措施盡可能降低風險;其次,必須通過實施技術保護措施降低剩余風險;最后,制造商需編寫操作說明書等用戶信息,說明如何正確處理產品。


        當人們提及安全或機器安全時,通常指的是第二步。然而,針對這些技術保護措施并沒有具體的規定。因此,同時存在多種不同的安全理念,它們分別具有不同的優劣勢:首先是采用安全繼電器的接線系統;其次是采用安全控制器或安全PLC的集中接線應用;再次是采用分布式安全理念,結合使用IP 67 I/O模塊和安全PLC或分布式IP 67安全控制器的類型;最后,還有針對特定應用的無源安全解決方案。


        圖爾克


        采用繼電器技術的安全系統

        與傳統自動化技術類似,安全功能的自動化最初基于繼電器技術。如今,安全繼電器技術仍在使用。其邏輯使用硬接線觸點實現。這類設施的優勢在于硬件成本相對較低,且全球通用。無需使用軟件。然而,繼電器技術必然無法管理較大或較復雜的安全設施,因為其查找和診斷故障的成本非常高,且系統不能進行自檢。


        技術 安全解決方案

        圖爾克產可為用戶提供大量不同的安全組件,包括從安全傳感器到機械開關再到安全控制器基于繼電器、集中式或分布式:保障機器安全的方法多種多樣,圖爾克為用戶提供了廣泛的安全產品組合。


        使用安全控制器的集中式控制系統

        用安全控制器的集中式控制系統當復雜度達到某種程度時,通過安全控制器實施安全應用的成本更低。安全控制器或PLC可以運行程序。簡單來說,可以通過編寫程序,將特定的運動與特定的條件和布爾運算符(與、或、非、異或)關聯。盡管這類應用的接線比繼電器技術更簡單,但所有安全信號需要連接至控制柜的中央控制器,因此所需的調試時間長。


        安全控制器的優勢在于可以復制安全程序并將其多次用在類似的機器上。安全功能的擴展也相對容易實施。此外,還可在HMI上以圖形的方式描述安全應用。信息和信號可以從控制器傳輸至PLC以及從PLC傳輸至控制器。


        快速閱讀

        即使是機器安全解決方案,也沒有統一的通用解決方案。根據尺寸和應用不同,可能分別適合使用集中控制解決方案、分布式解決方案或無源安全解決方案。然而,對于需要為價格敏感應用尋求靈活且調試時間短的解決方案的用戶而言,都難以繞開采用IP 67組件的分布式安全解決方案。為此,圖爾克為用戶提供面向廣泛應用的安全產品組合。


        圖爾克



        XS26安全控制器易于擴展

        對于中央設施,圖爾克提供SC10、SC26和XS26安全控制器。所有這三個設備都可在Profinet、ModbusTCP或Ethernet/IP網絡中用作設備/從站。這使得用戶可以總是使用相同的安全架構和應用,而不受設施針對何種市場設計的影響。


        圖爾克

        該安全應用由TBPN(左)控制,用于工廠中的測試。Profisafe控制器則在最終客戶側接管應用的實際運行。所有連接至IO-Link master(中)的執行器都通過TBSBBox進行安全關斷


        通過拖放操作進行安全編程

        用戶可以在圖爾克的免費安全控制器軟件中編寫控制器應用的程序。該軟件可提供簡單易用的圖形用戶界面,方便配置和模擬安全應用,并提供不同的文件導出選項。利用針對傳統安全組件的即時可用的程序塊,可以通過拖放操作編程安全應用程序,而無需寫入任何程序代碼。然后,程序可使用U盤復制并傳輸至其他控制器。這樣,便可在臺式電腦上設計和測試程序,并在隨后將其傳輸至應用中。接線必須在本地使用傳統的點到點連接方式現場進行。ISD安全協議是SC10安全控制器的一大特點。ISD(串聯診斷)可實現將最多32個安全設備以從站的形式串聯連接。該協議調制為24 V。這樣,PLC便可調用關于安全傳感器開關狀態和診斷的信息。而正常情況下,該特點只能通過使用昂貴的帶現場總線或以太網通信的安全PLC實現。


        許多安全控制器也可輕松擴展。若XS26控制器上的所有輸入和輸出都已分配好,則可使用擴展模塊提供額外的I/O。用戶最多可添加8個模塊,包括輸入或輸出模塊以及OSSD或繼電器模塊。中央安全架構在調試時需要進行大量的接線工作,這是其一大劣勢。而本地保護盒則可作為中間解決方案,安裝分布式IP20控制器。通過離線工程設計實現快速調試即使當機器或單個機器模塊處于離線狀態時,仍可編程和測試圖爾克自主安全控制器的安全應用。通過在臺式電腦和車間測試安全程序,可以顯著縮短調試時間。在實際運行中,中央安全PLC可以通過多協議以太網連接接管應用。因此,可使用集成的模塊化機器在模塊上本地控制其安全應用。


        分布式安全理念,集中控制

        對于尋求盡可能減少中央或分布式保護外殼的設置工作的用戶而言,為了快速完成機器的接線和調試,都難以繞開采用IP67組件的分布式安全解決方案。


        與在自動化技術領域相同,分布式架構在安全技術領域的使用也日益增多。


        該領域使用2種類型的系統:分布式理念,在IP67I/O模塊上采集安全信號,并通過現場總線或安全的以太網協議將其傳輸至中央安全PLC;完全分布式設施,直接在現場通過IP67安全控制器控制安全應用。兩種方案孰優孰劣取決于具體的情況。它們都使用標準連接器利用以太網電纜進行高效接線。憑借高信息密度和交換元信息的能力,可以簡化應用的調試和診斷。


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        長周期時間要求大安全距離

        在使用中央安全PLC的應用中,如果由于總線周期時間長以及使用級聯信息而需要更長的反應時間,則保護設備可能需要距離危險源更遠。該安全應用由TBPN(左)控制,用于工廠中的測試。Profisafe控制器則在最終客戶側接管應用的實際運行。所有連接至IO-Link master(中)的執行器都通過TBSBBox進行安全關斷。


        技術 安全解決方案

        圖爾克用于Profisafe和CIP safety的TBPN和TBIP safetyI/O模塊都可用于要求集中式或分布式控制的解決方案中。兩種模塊都可提供完全安全模塊版本,帶4路安全通用輸入/輸出以及4路安全輸入,可采集最多16個單通道安全信號。它們每路輸出2 A的電流,每個模塊最高可輸出9 A電流。適用于安全等級高達PL e、Cat. 4、SILCL 3的應用。


        若某些應用需要更少的安全相關輸入/輸出,但同時需要標準I/O,圖爾克還提供了創新的混合模塊,可同時用于Profisafe (TBPN) 和CIP Safety (TBIP)。這些混合模塊帶2路安全數字輸入以及2路安全通用數字輸入或輸出和4路通用標準數字輸入或輸出。它們可輸出相同的電流,并可作為完全安全模塊用于相同的安全等級。安全模塊帶有2個Class A I/O-Link主站端口;其中,第二個端口可用于安全關斷功能。


        所有圖爾克安全模塊都有內置的安全控制器,可對安全應用實施信號預處理,而無需連接至安全PLC。


        其還可以在帶Profisafe或CIP safety通信的安全控制系統中集成獨立的應用。這些模塊可使用軟件工具輕松完成編程。集成的網頁服務器簡化了運行期間的診斷和調試。憑借堅固設計和全密封模塊電子元器件,所有模塊都適合用于嚴苛的工業環境。它們防護等級達IP65/IP67/IP69K,還能在-40…+70°C的擴展溫度范圍內可靠運行。


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        分布式安全解決方案:TBSB安全斷開下游組件的執行器電壓V2


        采用無源安全的分布式解決方案

        無源安全是分布式安全理念的一種類型。這類應用成本相對較低,且完美結合了集中式和分布式安全架構的優勢。與傳統的安全技術不同,無源安全應用不通過獨立的安全輸出為每個執行器提供電源。無源安全只是確保一組執行器的電壓可在危險情形下安全斷開。為此,確保傳感器電壓 (V1) 與執行器電壓 (V2)的完全電隔離。機器的執行器系統的電源可以單獨關閉,不受機器狀態的影響。


        通過IO-Link保障安全

        圖爾克提供全面的無源安全解決方案。所有圖爾克I/O組件(包括IP67 I/O-Link master)的V1和V2都完全電隔離。因此,即使不使用IO-Link安全協議,也可設計安全相關的IO-Link應用。圖爾克專門針對安全關斷開發了TBSB安全盒。該安全盒與現場中的安全模塊(由圖爾克或其他制造商提供)的安全通道相連,可以在安全事件發生時,安全斷開下游模塊的執行器電壓。


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