出于對工業(yè)人身及設(shè)備的安全保護(hù)，手動線的雙手按鈕保護(hù)將危險(xiǎn)制約在源頭磁应，然而妆崇，考慮到生產(chǎn)效率的需要，形成了安全保護(hù)系統(tǒng)MPS，有效的保護(hù)安全猜休、延續(xù)生產(chǎn)军霸，但MPS安裝接線繁瑣，安全PLC和安全I(xiàn)/O的引入飞灰，使得安全控制系統(tǒng)更為的靈活幻彪、簡便、功能更強(qiáng)卵渴。

        建于20世紀(jì)八九十年代的老沖壓生產(chǎn)線慧域，基本全都是采用人工手動操作，人身及設(shè)備安全得不到充分的保障浪读。為適應(yīng)越來越高的產(chǎn)能需求昔榴，上汽通用五菱（SGMW）于2006年在柳州工廠新建了一條自動化沖壓線。該沖壓線由1臺22500kN碘橘、3臺10000kN的壓力機(jī)以及7臺自動化機(jī)械手組成互订。整線長約80m，寬約20m痘拆，地面上高度約11m屁奏，地下深度約6.5m。這是一個具備最高安全等級的沖壓車間错负，應(yīng)用了很多典型的安全元件和系統(tǒng)坟瓢。而在青島分公司的生產(chǎn)建設(shè)上，還引入安全PLC和安全I(xiàn)/O犹撒。

        雙手按鈕——將危險(xiǎn)制約在源頭的設(shè)計(jì)理念

        雙手按鈕主要用來控制壓機(jī)的滑塊運(yùn)動折联。在生產(chǎn)線調(diào)試階段或者手動運(yùn)行壓力機(jī)時，需要使用雙手按鈕進(jìn)行操作栈站。
        生產(chǎn)的初始階段疟弹，由于產(chǎn)品質(zhì)量及人員培訓(xùn)等方面的制約，安全生產(chǎn)得不到有效和嚴(yán)格的實(shí)施歇刺。很多操作人員為了圖方便福晋，往往采取各種各樣的“詭詐”手段。例如章慌，將其中一個按鈕固定閉合逼税，只操作另一個按鈕，另一只手用來輸送板料等恳繁，這種操作方式存在著較大的安全隱患惜选。為避免這種情況，項(xiàng)目技術(shù)人員從多年的項(xiàng)目運(yùn)作及生產(chǎn)中總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)擎骄，認(rèn)識到設(shè)備的選型是關(guān)鍵且仔。

        基于這個出發(fā)點(diǎn)伸畅，在選擇雙手按鈕時我們選擇了羅克韋爾800P-F2CAV系列的產(chǎn)品，而不是簡單地選用兩個按鈕進(jìn)行組合凹蜂。該系列的雙手按鈕不僅具有特殊的殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)馍驯，而且配套采用安全監(jiān)控模塊（又稱安全繼電器），組成一個安全的雙手控制系統(tǒng)玛痊。在危險(xiǎn)場所泥彤，特別是手工送料的機(jī)器、沖壓設(shè)備以及帶切割刀具的機(jī)器等卿啡，只有在雙手按鈕同時按下去吟吝，并且時間差應(yīng)該不小于0.5s時，裝置才進(jìn)行有效操作颈娜；如果時間差超過0.5s剑逃，必須兩個手都松開后才可以再次使用，從而確保操作人員的雙手離開危險(xiǎn)區(qū)域官辽，免受傷害蛹磺。

        雙手按鈕的2個常開和2個常閉總共4個信號觸點(diǎn)連接到安全監(jiān)控模塊，由安全監(jiān)控模塊對雙手按鈕的狀態(tài)進(jìn)行判斷同仆。當(dāng)且僅當(dāng)兩個按鈕在0.5s內(nèi)同時按下時萤捆，安全監(jiān)控模塊才會有輸出，該系統(tǒng)才能夠啟動機(jī)器動作俗批；任何一個觸點(diǎn)的故障长笋，均可以被監(jiān)控判斷；當(dāng)任何一只手離開按鈕式亥，安全裝置就立刻停止輸出枷此，切斷動力源，從而實(shí)現(xiàn)人員保護(hù)的目的纸藕。任何一只按鈕的提前或推遲工作臣锣，都不會出現(xiàn)危險(xiǎn)。
        切斷危險(xiǎn)的源頭冗炊，避免任何誤操作可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)蔬设，是項(xiàng)目技術(shù)管理的重要原則。雙手按鈕的這種操作理念同樣也適用在寸動知援、微調(diào)等運(yùn)行模式上：同時按下按鈕次瓣，壓機(jī)動作；同時釋放召藻，壓機(jī)停止严钞；若一只手突然釋放，壓機(jī)急停忆某。

        安全保護(hù)系統(tǒng)MPS——安全生產(chǎn)及維護(hù)兼顧的設(shè)計(jì)理念

        從手動線到自動線的過渡点待，從簡單的人力生產(chǎn)到高度自動化的飛躍，絕非一朝一夕之功弃舒。在自動線設(shè)計(jì)之初癞埠，考慮到安全與生產(chǎn)的同時維護(hù)需求，我們引入了MPS能量控制理念聋呢。MPS即能量監(jiān)控及鎖定系統(tǒng)苗踪，現(xiàn)場的MPS操作盒如圖4所示。

        首先削锰，我們將壓力機(jī)所涉及的動作分為主要動作和次要動作通铲。所謂的主要動作即可能引起人身重傷或死亡的動作，如壓力機(jī)滑塊的下壓動作和機(jī)器人的軌跡運(yùn)動等器贩。次要動作即對人身傷害輕微或不構(gòu)成傷害的動作颅夺，如氣閥的動作、機(jī)器人真空吸盤的動作等蛹稍。通過控制主吧黄、次要動作的電源或邏輯程序以期達(dá)到安全的目的。

        引入MPS能量監(jiān)控系統(tǒng)后订薛，無論是在生產(chǎn)節(jié)拍提升亦或是在人員保護(hù)上都有明顯的改善竖沦。操作人員想進(jìn)入模腔區(qū)域，它就必須將主要動作禁止窑赂。在沖壓自動生產(chǎn)線上舍屠，它就意味著選擇POS1停止滑塊動作，打開柵欄門圃活，鎖定機(jī)器人動作对夹，關(guān)閉廢料門，安全指示燈亮（圖4所示綠色柱燈）后晕围，方可進(jìn)入?yún)^(qū)域執(zhí)行維修任務(wù)极哨。
        例如，當(dāng)生產(chǎn)時間過長時黑寻，模腔中就會有金屬屑粘在模具上硼屁，即便是這些小的金屬屑也是生產(chǎn)質(zhì)量所不允許的。傳統(tǒng)的解決方法是晶恨，停止生產(chǎn)線或停止壓力機(jī)赠懊，操作人員進(jìn)入壓力機(jī)模腔，將金屬屑清除干凈抗斤，然后重新啟動壓力機(jī)囚企，恢復(fù)生產(chǎn)。這樣做確實(shí)是出于對安全的考慮瑞眼，但是對于400多千瓦的主電機(jī)來說龙宏，多次重啟不僅影響使用壽命棵逊，而且耗費(fèi)生產(chǎn)時間。

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        在此银酗，我們對SGMW柳州自動化沖壓線改造前后的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比辆影。X月份停線數(shù)據(jù)：30次/班，每次3min黍特，清潔模腔的時間占到一半蛙讥，大概十幾次左右；按每班約17次用于清潔模腔灭衷，若停主電機(jī)次慢，所需時間：3×17=51min；引入MPS改造后翔曲，若不停主電機(jī)迫像，清潔模腔所需時間：1×17=17min；每班節(jié)約時間：51-17=34min掩半；每天三班共節(jié)約時間：34×3=102min瞒脆。

        在汽車生產(chǎn)廠，一個小時可能就意味著70臺車溉谣，僅僅清潔模腔一項(xiàng)就節(jié)約生產(chǎn)時間將近兩個小時纺闷，極大地提高了產(chǎn)能。

        若要選擇執(zhí)行其他MPS任務(wù)胧含，如示教機(jī)器人等需复，也可以選擇使用POS2、POS3等费控。當(dāng)然拓郑，也可以配合使用其他的狀態(tài)顯示屏，如滑塊鎖緊顯示LED板咸培。通過這種直觀的安全狀態(tài)顯示节霸，更好地保障了進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的人員的安全性。

        安全PLC及I/O模塊——引入最先進(jìn)的安全控制產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念

        2007年是SGMW進(jìn)行安全設(shè)備升級的一年疑跑，這在青島分公司的生產(chǎn)線建設(shè)上得到了完美體現(xiàn)怒医。與柳州生產(chǎn)線不同，由于安全PLC和安全I(xiàn)/O的引入奢讨，安全繼電器由于其繁瑣的接線及安裝幾乎在一夜間就被淘汰了稚叹。

        以AB的安全PLC為例，安全PLC系列l(wèi)ogix5561&5562通常都會有一個安全的伴侶Logix55LSP拿诸，該類型的PLC既可以連接安全I(xiàn)/O扒袖，又可以連接普通的非安全等級的I/O，如西門子的IP20。與AB的常規(guī)產(chǎn)品不同季率，安全PLC是具備特定SIL等級的安全控制器野瘦，它利用各種水平的冗余機(jī)構(gòu)，提供給系統(tǒng)以整體安全性蚀同。其安全控制架構(gòu)如圖5所示缅刽。
        PLC安全系統(tǒng)包括安全I(xiàn)/O啊掏，它幫助我們從柳州項(xiàng)目中硬接線安全繼電器的傳統(tǒng)方式中解脫出來蠢络，取而代之的是更為靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)編程功能的控制器迟蜜。青島項(xiàng)目就是通過采用安全網(wǎng)絡(luò)DNET和ENET刹孔，將安全I(xiàn)/O進(jìn)行分布配置，不但節(jié)省了布線略匕、安裝成本和項(xiàng)目時間缓贤，而且確保標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)和人機(jī)界面隨時獲取診斷信息。智能化的安全I(xiàn)/O模塊和傳統(tǒng)的I/O模塊根本的不同點(diǎn)在于安全I(xiàn)/O能夠自行監(jiān)控接入其中的安全回路熟督，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場設(shè)備Field級別的診斷功能卿黍。

        安全I(xiàn)/O的輸出端帶有的測試脈沖能在外部的輸入回路接通時進(jìn)行內(nèi)部回路檢測。使用這種功能雨株，當(dāng)兩個輸入之間或者輸入和電源（＋）之間發(fā)生短路時见拴，安全I(xiàn)/O模塊就能夠自行檢測得到。比如贫迫，當(dāng)模塊有輸出時馒毙，在每個周期為648 ms時，測試脈沖能夠自動斷開470us手欣；當(dāng)檢測到有故障時疫壕，輸出數(shù)據(jù)和輸出的安全狀態(tài)指示自動斷開。安全測試脈沖如圖6所示癞樊。

        該配套安全系統(tǒng)所帶有的程序鎖定功能秸谢，更是方便了項(xiàng)目結(jié)束后的程序管理。當(dāng)編程結(jié)束霹肝，設(shè)備調(diào)試完畢后估蹄，技術(shù)人員可以對完成的程序進(jìn)行鎖定，只有擁有管理權(quán)限的人才可以通過密碼保護(hù)進(jìn)行必要的程序修改和維護(hù)阿迈，結(jié)束了一個維修工和一臺電腦修改生產(chǎn)程序的時代元媚。

        結(jié)語

        使用安全的元器件保障生產(chǎn)安全，不僅是為了避免造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損害苗沧，更是為了保證生產(chǎn)經(jīng)營活動的順利進(jìn)行刊棕，對防止和減少生產(chǎn)安全事故，促進(jìn)制造業(yè)的健康發(fā)展具有積極的意義待逞。

        在此甥角，只介紹了雙手按鈕网严、安全保護(hù)系統(tǒng)MPS以及安全PLC及I/O模塊。除此之外嗤无，沖壓生產(chǎn)線上還應(yīng)用了很多的安全元件和系統(tǒng)震束，如急停按鈕、安全地毯和安全光幕等咸婿。在實(shí)際生產(chǎn)中姚转，這些安全產(chǎn)品在保護(hù)人身和設(shè)備安全方面所起的作用不可估量。

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