汽車制造行業(yè)需要運用到各種各樣的設(shè)備和技術(shù)，設(shè)備根據(jù)不同應(yīng)用和其本身的風(fēng)險程度陷母，有著不同的安全要求贷营，Pilz的安全控制模塊和安全傳感技術(shù)怯录，經(jīng)過一定的識別、傳輸诬粗、控制牡呀、響應(yīng)能夠有效的滿足設(shè)備、人員對安全的要求扯凫。

        眾所周知轧黑，現(xiàn)代汽車的制造分為沖壓、焊裝售拼、涂裝和總裝四大工藝且昭，再加上動力總成就組成了整車生產(chǎn)的五個密不可分的生產(chǎn)流程。國內(nèi)外的汽車制造商歷來重視汽車制造過程中的安全與保護贱鼻。隨著產(chǎn)能的不斷提升宴卖，廠商對設(shè)備自動化的要求越來越高控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，機器和設(shè)備也越來越復(fù)雜邻悬、速度也越來越快症昏。因此，廠商對這些機器的安全要求也越來越高父丰。我們既要能夠保證安全肝谭、可靠性，又要保證靈活蛾扇、易維護性分苇。這就對安全元器件的正確和合理的設(shè)計和選擇提出了一定的要求。
　　汽車制造行業(yè)的安全要求
　　汽車制造行業(yè)需要運用到各種各樣的設(shè)備和技術(shù)屁桑，包括有數(shù)控機床、沖壓設(shè)備栏赴、機器人控制蘑斧、傳送和傳輸裝置等。這些設(shè)備根據(jù)不同應(yīng)用和其本身的風(fēng)險程度卢操，有著不同的安全要求堡喳。

　　如上圖所示，在標(biāo)準(zhǔn)EN 954-1中的機械等級分為B企奔、1祸播、2、3妖奕、4遭唠，分別由低到高。以沖壓車間中的壓機設(shè)備為例窄栓，經(jīng)過分析颊姻，由于壓機滑塊會對人員造成重傷或死亡的危害组莲，我們選擇S2;工作人員需要將加工件放入壓機之下進行加工，連續(xù)工作12小時矫恳。也就是說操作人員需要經(jīng)常面臨此危險咒饼，所以選擇F2;而滑塊下落的時間遠遠低于人員反應(yīng)和動作的時間，即為人員幾乎不可能避免此危險刮赵，所以選擇P2渔硫。根據(jù)圖表，對于壓機的工作區(qū)域编曼，我們可以得到其安全等級要求為4級豆巨。沖壓車間為所有車間之中最為危險、安全等級最高的一個生產(chǎn)區(qū)域灵巧。對于油漆搀矫、總裝、車身和動力車間刻肄，則需要根據(jù)不同的設(shè)備瓤球、加工區(qū)域、傳送流程進行各自的風(fēng)險評估和等級劃分敏弃。
　　Pilz安全控制模塊在汽車制造領(lǐng)域中的應(yīng)用
　　在確定了設(shè)備的安全等級之后卦羡，相應(yīng)安全區(qū)域的安全控制電氣回路也必須達到與之對應(yīng)的安全等級。在整個安全控制電氣系統(tǒng)中麦到，安全控制模塊最為復(fù)雜绿饵。因為安全控制模塊，既要采集安全輸入信號瓶颠，并且根據(jù)邏輯要求拟赊，進行安全的輸出控制。安全控制模塊不但在自身出現(xiàn)缺陷的情況下依然要能夠保持高安全可靠性捅青，同時也要能夠檢測安全輸入信號和被控輸出元件的故障蹲瘩，并及時做出合理的反應(yīng)。在安全控制領(lǐng)域豺孤，常用的安全控制模塊有安全繼電器架揉、安全可編程控制器、安全總線系統(tǒng)凌秩。

　　Pilz緊湊型安全繼電器PNOZ X浦砸、elog和Sigma系列可以用于控制單一安全功能，適用于小型的安全控制系統(tǒng)段许。其安全輸出通常有繼電器觸點輸出或晶體管輸出毯旷。無論采用何種形式的輸出結(jié)構(gòu)，安全繼電器都能夠保證至少2個通道進行輸出的控制驹毁。在一個輸出通道出現(xiàn)故障的情況下簇戳，另外一個冗余的通道依然能夠保證安全繼電器的安全功能润申，并且及時檢測出故障通道。
　　Pilz模塊化安全繼電器PNOZmulti是一個多功能樊展、可自由配置的模塊化安全系統(tǒng)呻纹。與其他PNOZ安全繼電器不同，PNOZmulti的安全電路可在個人電腦上使用圖形配置工具輕松生成专缠。PNOZmulti由一個PNOZ m0(1/2)p基礎(chǔ)模塊和若干個擴展模塊組成雷酪。基礎(chǔ)模塊可單獨使用涝婉，包括20個可連接急停按鈕哥力、安全門、雙手控制器等所有安全功能的輸入點;4個2A容量的半導(dǎo)體安全輸出;2個繼電器安全輸出;一個輔助非安全輸出以及4個測試脈沖輸出墩弯》园希可以使用擴展模塊來達到增加輸入輸出點、速度監(jiān)視渔工、現(xiàn)場總線連接的功能锌钮。通過基礎(chǔ)模塊上的RS232接口可以直接向PNOZmulti寫入程序，或使用讀卡器向SIM智能卡寫入程序后插入PNOZmulti運行引矩。

　　安全可編程控制器適用于中梁丘、大型的安全控制系統(tǒng)。Pilz的安全可編程控制器PSS的CPU采用冗余的多處理器結(jié)構(gòu)旺韭。各個處理器之間相互監(jiān)控到趴，一旦出現(xiàn)不一致，立刻使控制器處于安全狀態(tài)宙锡，并且發(fā)出報警信息;同時安全可編程控制器對內(nèi)部的RAM阁雷，EPROM，輸入輸出寄存器等元件進行實時監(jiān)控狐昆，并且采用特殊的測試脈沖對輸入信號和輸出被控元件進行檢測啰痒，一旦出現(xiàn)任何不安全隱患，控制器立刻切換至安全保護狀態(tài)挺教。
　　Pilz 安全總線系統(tǒng)SafetyBUS p則適用于大型、離散式的安全控制系統(tǒng)橡戈。其原理是在現(xiàn)有工業(yè)現(xiàn)場總線的基礎(chǔ)上阎肌，采用了一系列的時間檢測、地址檢測掷雪、連接檢測和CRC冗余校驗等措施将遮，達到高的安全等級。
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　　對于汽車制造工業(yè)的不同車間和設(shè)備肌坑，以上安全產(chǎn)品的正確選擇近弟、設(shè)計和使用缅糟，對于成本的降低、設(shè)備的安全可靠性祷愉、維護的便易性至關(guān)重要窗宦。
　　對于安全功能4個以下的單臺設(shè)備或流水線，我們可以使用緊湊型安全繼電器二鳄。例如赴涵，在動力車間中的單臺數(shù)控機床，其安全功能通常包括數(shù)個緊急停止按鈕订讼、一扇至二扇安全門髓窜，并且安全等級在3級以上。對于這樣一個應(yīng)用欺殿，我們可以采用一個緊湊型安全繼電器控制所有的緊急停止按鈕;再使用1/2個緊湊型安全繼電器控制1/2扇安全門寄纵。任何一個安全繼電器被觸發(fā)，安全輸出必須切斷相關(guān)負載(如控制軸運動的變頻器或伺服)脖苏。
　　對于安全功能在4至14個的設(shè)備或流水線程拭，我們推薦使用模塊化的安全繼電器PNOZmulti來得到更高的靈活性和更低的成本。以一條油漆自動化線為例萤翔，在此生產(chǎn)區(qū)域中俺乓，通常包括在安裝在噴涂區(qū)域進出口的2對安全光柵、4/8個安全門讼谅、若干個緊急停止按鈕檀丝、2套屏蔽傳感器，并且安全等級在3級以上挟晒。當(dāng)然可以選用緊湊型的安全繼電器來實現(xiàn)以上安全功能残神。但是這種解決方案的成本較高、接線繁瑣寸快、故障診斷困難新浦。而PNOZmulti的應(yīng)用，不但能夠可靠汞阔、高效的完成安全功能笋条，并且能夠從設(shè)計、購買企舌、維護中降低成本执执。
　　對于安全功能在數(shù)十個以上、或者大部分的安全功能都離散分布的現(xiàn)場晌姚，可編程安全系統(tǒng)PSS和安全總線系統(tǒng)SafetyBUS p 可以使復(fù)雜的安全控制變得簡便粤剧、清晰。在大型沖壓流水線中挥唠，PSS和SafetyBUS p都有成功的應(yīng)用案例抵恋。通常焕议，一條沖壓流水線高10m，長50m弧关，分為涂油盅安、沖壓、剪切 等幾個工作區(qū)域梯醒。每個區(qū)域都有2扇沖程門和若干的緊急停止按鈕;外圍還需要有安全光柵保護換模區(qū)域;此外沖壓機械中還有大量的安全信號(比如上死點宽堆、閥信號等)需要接入安全控制系統(tǒng)，并且以復(fù)雜的邏輯關(guān)系貫穿于整個安全控制回路茸习。在這種情況下畜隶，PSS安全可編程控制器和SafetyBUS p 安全總線系統(tǒng)是最為合適的解決方案。PSS可編程控制器可以簡便的實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯關(guān)系号胚。通過SafetyBUS p安全總線可以將分散在現(xiàn)場的安全輸入信號通過一根電纜集中至PSS主站進行控制籽慢。同時，PSS可以通過普通現(xiàn)場總線如Profibus崎亚、DeviceNET與現(xiàn)場的其他系統(tǒng)進行通訊湘胚。
　　Pilz安全傳感器技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域中的應(yīng)用
　　現(xiàn)在，機器人已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域涉炒。機械手運動的區(qū)域為危險區(qū)域虑佳。經(jīng)常使用安全光柵/光幕、安全掃描儀殃玻、安全地毯和防護柵欄檬鞠，以避免保護工作人員收到受機械手的傷害。如下圖肆鸿，2套安全光柵煞仑、2個安全掃描儀和大量的防護柵欄被用于2個機械手的危險隔離。在這里瞳聊，3種不同的安全防護技術(shù)被應(yīng)用于這個解決方案然瞳。而Pilz最新推出的產(chǎn)品SafetyEYE可以使用一種技術(shù)就可以完成以上所有的安全功能，并使成本更加低藏估、使用更加靈活拍埠。
　　安全照相系統(tǒng)的SafetyEYE包含兩個相互作用的單元：傳感裝置包含照相機和分析單元，分析單元用以分析圖像信息并且通過一個可編程的安全控制系統(tǒng)提供一個自動化的界面土居。照相機每秒鐘能記錄下多個圖像信息用于計算目標(biāo)的物理位置枣购，然后將其與檢測區(qū)域和警告區(qū)域進行比較，根據(jù)不同的比較結(jié)果可以設(shè)定不同的輸出装盯，并且可以通過安全的總線系統(tǒng)SafetyBUS p和未來的SafetyNET p進行設(shè)置。SafetyEYE是在三維視覺理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的甲馋，它要形成一個真實空間中目標(biāo)的圖像信息至少需要來自兩個角度的信息埂奈，就像人的兩只眼睛一樣迄损，SafetyEYE需要一些傳感器也就是一些照相機來保證獲取所需的信息。SafetyEYE配置了三個照相機為的是能夠獲取所有情況及每個可能的可視和實際情況下的圖像信息账磺。人眼之間的距離能夠與SafetyEYE鏡頭間的距離相比較芹敌。由于所有靜態(tài)和動態(tài)的目標(biāo)都可以被監(jiān)控，單個的照相機必須同時采集信息垮抗，SafetyEYE的傳感裝置每秒鐘可以采集20個圖像信息氏捞，通過光纖電纜傳輸?shù)椒治鰡卧S著單個照相機間的距離的確定也建立起深度效果冒版。靈活的設(shè)計使得風(fēng)景顯得相對平坦翅剔，例如，對于一個具體的應(yīng)用侈敏，基本距離間的結(jié)構(gòu)設(shè)計迟凫，鏡頭的布局以及照相機的像素都應(yīng)該作為參考，用以確定最小的可發(fā)覺的目標(biāo)的大小嫩视。

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　　對于汽車制造領(lǐng)域中的機器人控制夏岩，采用SafetyEYE即可達到類似下圖中的效果。一套系統(tǒng)既可以實現(xiàn)原先需要三套甚至更多系統(tǒng)才能夠完成的安全功能!
　　以總裝車間中的涂膠工作站為例豪荧，操作人員需要將一個前擋風(fēng)玻璃插入到一個裝置中矩粒，擋風(fēng)玻璃通過排煙罩殼固定，操作人員安裝真空固定的光筑陡、雨傳感器歧蛾，然后在外邊緣涂上膠粘劑，從而使得擋風(fēng)玻璃能夠連接到車身上趾双，要完成整個的工作流程俗退，操作人員必須離開工作站并啟動自動模式。這些工作站的大小大約是3 x 1 x 2米(寬甜殖、深满葛、高)，在這樣的工作站內(nèi)罢屈，操作人員的安全保障主要是通過光幕和激光掃描儀來實現(xiàn)的嘀韧。當(dāng)有操作人員進入到工作站時，光幕就會切斷所有危險的移動缠捌。激光掃描儀用于防止侵入被保護的區(qū)域锄贷，這也就意味著直到人離開危險區(qū)域才可以通過腳踏開關(guān)或按鈕開啟工作站。除了單個系統(tǒng)的投資之外曼月，在工廠的工程谊却、安裝和調(diào)試的過程中也會產(chǎn)生相當(dāng)?shù)馁M用，所有的安全元件都必須安裝、固定并且在相應(yīng)的總線分站上建立獨立的紀錄文檔炎辨，當(dāng)然我們也不能忘記在操作的過程中產(chǎn)生的費用捕透，包括在設(shè)定的間隔內(nèi)重復(fù)測試所產(chǎn)生的費用。現(xiàn)在我們可以利用SafetyEYE來保護兩個互成90°的兩個車間碴萧。兩個車間連接處的檢測區(qū)域?qū)⑼ㄟ^一個系統(tǒng)進行監(jiān)控乙嘀。SafetyEYE將會被安裝在大約4米能夠看到兩個工廠的高度，也會對檢測區(qū)域進行相應(yīng)的設(shè)置勤消。因此每個工作站被定義為一個檢測區(qū)域組美丝，這些工作組將會獨立于其他的元件單獨轉(zhuǎn)換。使用了SafetyEYE之后源糖，其他的安全裝置如激光掃描儀和光幕現(xiàn)在就可以拆除了替塑，因為不再需要那些在設(shè)備邊緣的防護裝置，整個的工作站將會變得非常得開放椒蜜。整個的設(shè)備現(xiàn)在可以更好得滿足員工對環(huán)境的需求梦啊。

　　結(jié)束語
　　Pilz作為第一個安全繼電器的發(fā)明者，多年來一直致力于安全自動化技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)自動化技術(shù)的研究和開發(fā)厌留。Pilz的各種產(chǎn)品被廣泛的應(yīng)用于汽車制造行業(yè)炼岖，并且獲得客戶極大的認可。隨著國內(nèi)對安全生產(chǎn)囊像、以人為本的經(jīng)營理念的不斷認知楔侣，我們相信，國內(nèi)汽車制造廠商對安全自動化技術(shù)的要求將會不斷提高禾门。Pilz 將會保持客戶至上的公司理念株惶，為國內(nèi)汽車制造領(lǐng)域的廣大用戶提供更加可靠、更高性價比够颠、更先進的安全與非安全的整體解決方案熙侍。

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