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在安全位置檢測中的應用
隨著國內航運產業的快速發展,港口起重機械也越來越多地出現在各個港口、碼頭。一般的港口起重機械在作業時,會有X軸和Z軸兩個運動方向,Z軸上錯誤的信號會導致貨物被提升到過高的位置,造成貨物墜落,對人員造成傷害 ,而X軸上的錯誤信號會導致貨物在錯誤的位置被放置,造成貨物墜落,也會對人員造成傷害。 因此,作為危險等級較高的機械,安全控製係統需要對這兩個運動方向進行可靠的檢測,以避免危險的發生。
針對安全位置檢測的需要,Pilz提供了使用PSS 3000作為安全位置檢測的解決方案,最高可達到安全等級3級和PL d。
PSS係列安全PLC被bei分fen為wei一yi個ge故gu障zhang安an全quan部bu分fen和he一yi個ge標biao準zhun部bu分fen。僅jin故gu障zhang安an全quan部bu分fen可ke以yi處chu理li安an全quan相xiang關guan功gong能neng,並bing且qie故gu障zhang安an全quan部bu分fen和he標biao準zhun部bu分fen之zhi間jian的de通tong訊xun互hu不bu產chan生sheng影ying響xiang。CPU中的故障安全部分被設計為多通道和相異的結構,以確保高的安全等級。所有的輸入和輸出與中間變量,在每個CPU內部會被單獨處理。兩個CPU之間會相互比較結果,隻有得到相同的結果時,輸入和輸出信號才可用。
圖1 帶有提升裝置的起重機
圖1為一台起重機的示意圖。起重機是用於在不同工位之間傳輸工件的裝置。在起重機工作時,需要準確地知道工件被提升或落下時小車在X軸的位置,以避免工件在垂直運動時對人體造成傷害。而起重機垂直方向的運動是由一個第三方提供的NC控製器來控製的。PSS通過安全限位開關(如PSEN係列)來監測Z軸的位置運動,並通過絕對編碼器來獲取x軸的位置信號,這些都是與NC控製器獨立的。PSS隻有在起重機的Z軸沒有過限(即安全限位開關未被觸發)以及絕對值編碼器正確地記錄了水平位置的情況下起重機才能動作。
xianran,wulunshixianweikaiguandexinhaohaishijueduizhibianmaqidexinhao,doushianquanxiangguande,zhiyouzhunquehuodezhexiexinhao,cainengbimianshigudefasheng,baozhengcaozuorenyuanderenshenanquan。
在使用PSS3000作為安全控製器的應用中,限位開關是測試脈衝雙通道接線進入PSS,能夠檢測輸入部分的斷線、接地、短路等故障。並且起重機的電源接觸器是由PSS控製的帶有反饋回路的監測的雙通道輸出來控製的,確保在觸發限位開關時,能夠確保有效地切斷輸出。
而TWK的角度編碼器TMN 50_SA 4096R32768 S1 S Nxx用來作為安全的絕對編碼器。該編碼器由兩個冗餘、結構相同的係統對於角度進行檢測,信號通過CAN端口進行串行通信,每個編碼器有兩個CAN總線的節點,通過這兩個CAN總線的結點,冗餘輸出到控製係統。
係統的控製器使用的是緊湊型的可編程安全係統PSS 3047-3 ETH-2 CANopen作為控製器。使用Pilz開發的CANopen軟件功能包ST SB CANopen Master,PSS 3047可以作為CAN總線的主站。在標準部分使用功能塊FB090執行編碼器的初始化,FB091和FB092進行兩個編碼器信號的處理。在安全部分,PSS3047通過FB091和FB092處(chu)理(li)之(zhi)後(hou)的(de)編(bian)碼(ma)器(qi)數(shu)據(ju),檢(jian)測(ce)絕(jue)對(dui)值(zhi)編(bian)碼(ma)器(qi)信(xin)號(hao)的(de)外(wai)部(bu)偏(pian)移(yi)和(he)內(nei)部(bu)偏(pian)移(yi)。外(wai)部(bu)偏(pian)移(yi)指(zhi)的(de)是(shi)當(dang)前(qian)值(zhi)與(yu)參(can)考(kao)點(dian)之(zhi)間(jian)的(de)偏(pian)移(yi),而(er)內(nei)部(bu)偏(pian)移(yi)指(zhi)的(de)兩(liang)個(ge)通(tong)道(dao)數(shu)據(ju)之(zhi)間(jian)的(de)偏(pian)移(yi)。通(tong)過(guo)安(an)全(quan)功(gong)能(neng)塊(kuai)SB225進行控製,當偏移量超過設定值時,將可靠地切斷相應的輸出。
通過這樣產品設計,一台有兩個提升裝置的起重機係統,可以由一個 PSS 3047-3 ETH-2 CANopen和兩個TMN的角度編碼器來檢測,如圖2所示。如果是一個有兩個運動方向的物料傳送係統,也可以通過一個PSS 3074-3 ETH-2 CANopen進行控製,如圖3所示。
圖2 有兩個提升裝置的起重機
圖3 有兩個傳輸方向的托盤物流裝置
除了安全距離控製外,在一套PSS係(xi)統(tong)中(zhong),還(hai)能(neng)使(shi)用(yong)其(qi)他(ta)安(an)全(quan)功(gong)能(neng)塊(kuai),例(li)如(ru)急(ji)停(ting)或(huo)者(zhe)光(guang)柵(zha)控(kong)製(zhi)塊(kuai),來(lai)控(kong)製(zhi)外(wai)圍(wei)的(de)安(an)全(quan)點(dian),作(zuo)為(wei)常(chang)規(gui)的(de)安(an)全(quan)控(kong)製(zhi)器(qi)以(yi)替(ti)代(dai)安(an)全(quan)繼(ji)電(dian)器(qi)。通(tong)過(guo)與(yu)PVIS OPC Server的結合,還能在工作站上能夠以圖形化的方式顯示PSS的診斷信息,如圖4所示。
與其他廠商所提供的安全解決方案相比,通過PSS 3000,不(bu)僅(jin)能(neng)夠(gou)對(dui)兩(liang)個(ge)絕(jue)對(dui)值(zhi)編(bian)碼(ma)器(qi)組(zu)成(cheng)的(de)安(an)全(quan)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi),對(dui)於(yu)由(you)一(yi)個(ge)絕(jue)對(dui)值(zhi)編(bian)碼(ma)器(qi)和(he)一(yi)個(ge)限(xian)位(wei)組(zu)成(cheng)的(de)係(xi)統(tong),同(tong)樣(yang)也(ye)能(neng)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)。因(yin)此(ci),在(zai)使(shi)用(yong)安(an)全(quan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)對(dui)起(qi)重(zhong)機(ji)械(xie)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)時(shi),不(bu)需(xu)要(yao)對(dui)原(yuan)有(you)係(xi)統(tong)的(de)機(ji)械(xie)部(bu)分(fen)進(jin)行(xing)更(geng)改(gai),並(bing)且(qie)不(bu)需(xu)要(yao)再(zai)使(shi)用(yong)單(dan)個(ge)的(de)安(an)全(quan)繼(ji)電(dian)器(qi)對(dui)急(ji)停(ting)對(dui)外(wai)圍(wei)安(an)全(quan)點(dian)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi),減(jian)少(shao)機(ji)械(xie)和(he)電(dian)氣(qi)部(bu)分(fen)的(de)工(gong)作(zuo)量(liang),同(tong)時(shi)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)簡(jian)化(hua)起(qi)重(zhong)機(ji)械(xie)的(de)安(an)全(quan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。
圖 4 PSS的擴展應用
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