Pilz 安全產(chǎn)品在汽車(chē)制造行業(yè)的應用

安全可編程控制器適用于中、大型的安全控制系統。Pilz的安全可編程控制器PSS的CPU采用冗余的多處理器結構。各個(gè)處理器之間相互監控，一旦出現不一致，立刻使控制器處于安全狀態(tài)，并且發(fā)出報警信息；同時(shí)，安全可編程控制器對內部的RAM，EPROM，輸入輸出寄存器等元件進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，并且采用特殊的測試脈沖對輸入信號和輸出被控元件進(jìn)行檢測，一旦出現任何不安全隱患，控制器立刻切換至安全保護狀態(tài)。

Pilz 安全總線(xiàn)系統SafetyBUS p則適用于大型、離散式的安全控制系統。其原理是在現有工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)的基礎上，采用了一系列的時(shí)間檢測、地址檢測、連接檢測和CRC冗余校驗等措施，達到高的安全等級。

對于汽車(chē)制造工業(yè)的不同車(chē)間和設備，以上安全產(chǎn)品的正確選擇、設計和使用，對于成本的降低、設備的安全可靠性、維護的便易性至關(guān)重要。

對于安全功能4個(gè)以下的單臺設備或流水線(xiàn)，我們可以使用緊湊型安全繼電器。例如，在動(dòng)力車(chē)間中的單臺數控機床，其安全功能通常包括數個(gè)緊急停止按鈕、一扇至二扇安全門(mén)，并且安全等級在3級以上。對于這樣一個(gè)應用，我們可以采用一個(gè)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(gè)緊湊型安全繼電器控制1/2扇安全門(mén)。任何一個(gè)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(dòng)的變頻器或伺服）。

對于安全功能在4至14個(gè)的設備或流水線(xiàn)，我們推薦使用模塊化的安全繼電器PNOZmulti來(lái)得到更高的靈活性和更低的成本。我們以一條油漆自動(dòng)化線(xiàn)為例，在此生產(chǎn)區域中，通常包括在安裝在噴涂區域進(jìn)出口的2對安全光柵、4/8個(gè)安全門(mén)、若干個(gè)緊急停止按鈕、2套屏蔽傳感器，并且安全等級在 3級以上。我們當然可以選用緊湊型的安全繼電器來(lái)實(shí)現以上安全功能。但是這種解決方案的成本較高、接線(xiàn)繁瑣、故障診斷困難。而PNOZmulti的應用，不但能夠可靠、高效的完成安全功能，并且能夠從設計、購買(mǎi)、維護中降低成本。

對于安全功能在數十個(gè)以上、或者大部分的安全功能都離散分布的現場(chǎng)，可編程安全系統PSS和安全總線(xiàn)系統SafetyBUS p 可以使復雜的安全控制變得簡(jiǎn)便、清晰。在大型沖壓流水線(xiàn)中，PSS和SafetyBUS p都有成功的應用案例。通常，一條沖壓流水線(xiàn)高10m，長(cháng)50m，分為涂油、沖壓、剪切等幾個(gè)工作區域。每個(gè)區域都有2扇沖程門(mén)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域；此外沖壓機械中還有大量的安全信號（比如上死點(diǎn)、閥信號等）需要接入安全控制系統，并且以復雜的邏輯關(guān)系貫穿于整個(gè)安全控制回路。在這種情況下，PSS安全可編程控制器和SafetyBUS p 安全總線(xiàn)系統是最為合適的解決方案。PSS可編程控制器可以簡(jiǎn)便的實(shí)現復雜的邏輯關(guān)系。通過(guò)SafetyBUS p安全總線(xiàn)可以將分散在現場(chǎng)的安全輸入信號通過(guò)一根電纜集中至PSS主站進(jìn)行控制。同時(shí)，PSS可以通過(guò)普通現場(chǎng)總線(xiàn)如Profibus、 DeviceNET與現場(chǎng)的其他系統進(jìn)行通訊。

安全傳感器技術(shù)在汽車(chē)制造領(lǐng)域中的應用

現在，機器人已經(jīng)被廣泛的應用于汽車(chē)制造領(lǐng)域。機械手運動(dòng)的區域為危險區域。我們經(jīng)常使用安全光柵/光幕、安全掃描儀、安全地毯和防護柵欄，以避免保護工作人員收到受機械手的傷害。如下圖，2套安全光柵、2個(gè)安全掃描儀和大量的防護柵欄被用于2個(gè)機械手的危險隔離。在這里，3種不同的安全防護技術(shù)被應用于這個(gè)解決方案。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、使用更加靈活?！　?p style="text-align: center">

安全照相系統的SafetyEYE包含兩個(gè)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(guò)一個(gè)可編程的安全控制系統提供一個(gè)自動(dòng)化的界面。照相機每秒鐘能記錄下多個(gè)圖像信息用于計算目標的物理位置，然后將其與檢測區域和警告區域進(jìn)行比較，根據不同的比較結果可以設定不同的輸出，并且可以通過(guò)安全的總線(xiàn)系統SafetyBUS p和未來(lái)的SafetyNET p進(jìn)行設置。SafetyEYE是在三維視覺(jué)理論的基礎上發(fā)展起來(lái)的，它要形成一個(gè)真實(shí)空間中目標的圖像信息至少需要來(lái)自?xún)蓚€(gè)角度的信息，就像人的兩只眼睛一樣，SafetyEYE需要一些傳感器也就是一些照相機來(lái)保證獲取所需的信息。SafetyEYE配置了三個(gè)照相機為的是能夠獲取所有情況及每個(gè)可能的可視和實(shí)際情況下的圖像信息。人眼之間的距離能夠與SafetyEYE鏡頭間的距離相比較。由于所有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的目標都可以被監控，單個(gè)的照相機必須同時(shí)采集信息，SafetyEYE的傳感裝置每秒鐘可以采集20個(gè)圖像信息，通過(guò)光纖電纜傳輸到分析單元，隨著(zhù)單個(gè)照相機間的距離的確定也建立起深度效果。靈活的設計使得風(fēng)景顯得相對平坦，例如，對于一個(gè)具體的應用，基本距離間的結構設計，鏡頭的布局以及照相機的像素都應該作為參考，用以確定最小的可發(fā)覺(jué)的目標的大小。

對于汽車(chē)制造領(lǐng)域中的機器人控制，采用SafetyEYE即可達到類(lèi)似下圖中的效果。一套系統既可以實(shí)現原先需要三套甚至更多系統才能夠完成的安全功能！　　

我們以總裝車(chē)間中的涂膠工作站為例，操作人員需要將一個(gè)前擋風(fēng)玻璃插入到一個(gè)裝置中，擋風(fēng)玻璃通過(guò)排煙罩殼固定，操作人員安裝真空固定的光、雨傳感器，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(chē)身上，要完成整個(gè)的工作流程，操作人員必須離開(kāi)工作站并啟動(dòng)自動(dòng)模式。這些工作站的大小大約是3 x 1 x 2米（寬、深、高），在這樣的工作站內，操作人員的安全保障主要是通過(guò)光幕和激光掃描儀來(lái)實(shí)現的。當有操作人員進(jìn)入到工作站時(shí)，光幕就會(huì )切斷所有危險的移動(dòng)。激光掃描儀用于防止侵入被保護的區域，這也就意味著(zhù)直到人離開(kāi)危險區域才可以通過(guò)腳踏開(kāi)關(guān)或按鈕開(kāi)啟工作站。除了單個(gè)系統的投資之外，在工廠(chǎng)的工程、安裝和調試的過(guò)程中也會(huì )產(chǎn)生相當的費用，所有的安全元件都必須安裝、固定并且在相應的總線(xiàn)分站上建立獨立的紀錄文檔，當然我們也不能忘記在操作的過(guò)程中產(chǎn)生的費用，包括在設定的間隔內重復測試所產(chǎn)生的費用?，F在我們可以利用SafetyEYE來(lái)保護兩個(gè)互成90°的兩個(gè)車(chē)間。兩個(gè)車(chē)間連接處的檢測區域將通過(guò)一個(gè)系統進(jìn)行監控。SafetyEYE將會(huì )被安裝在大約4米能夠看到兩個(gè)工廠(chǎng)的高度，也會(huì )對檢測區域進(jìn)行相應的設置。因此每個(gè)工作站被定義為一個(gè)檢測區域組，這些工作組將會(huì )獨立于其他的元件單獨轉換。使用了SafetyEYE之后，其他的安全裝置如激光掃描儀和光幕現在就可以拆除了，因為不再需要那些在設備邊緣的防護裝置，整個(gè)的工作站將會(huì )變得非常得開(kāi)放。整個(gè)的設備現在可以更好得滿(mǎn)足員工對環(huán)境的需求。