ESALAN安全PLC在數(shù)控加工中心的應(yīng)用

近年來，我國機(jī)床加工等裝備企業(yè)得到快速發(fā)展。從技術(shù)上，機(jī)床裝備相繼得到很大的進(jìn)步，已經(jīng)不亞于國際水平，有些甚至達(dá)到國際領(lǐng)先水平。但是在市場上，很多機(jī)床的售價(jià)偏低，特別是高檔機(jī)床，面臨洋品牌、價(jià)格、質(zhì)量等很多方面的挑戰(zhàn)。主要原因之一是國內(nèi)很多企業(yè)只注重在機(jī)床功能和應(yīng)用上的研發(fā)、改進(jìn)，而在安全、環(huán)保等方面，未能滿足國際相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，和國際市場接軌還有很大差距，從而導(dǎo)致一些企業(yè)產(chǎn)品出口受阻，不能在國際舞臺和國外品牌一爭高低。出于企業(yè)出口的需要，很多企業(yè)已經(jīng)逐漸從開始模仿到自覺加強(qiáng)安全保護(hù)，自我約束和安全意識不斷提高。另一方面，隨著改革開放廣度和深度的不斷加大，眾多外資企業(yè)進(jìn)駐國內(nèi)，參與國內(nèi)市場競爭，搶占市場。裝備企業(yè)不得不面臨很大的競爭壓力，采取積極措施應(yīng)對。單純通過降低生產(chǎn)成本的方式是有限的，增加產(chǎn)品附加值才是主要途徑。除了產(chǎn)品功能完善、齊全外，產(chǎn)品安全、可靠性高越來越成為用戶選擇的主要原因之一。國內(nèi)同行競爭的加劇，導(dǎo)致企業(yè)追求生產(chǎn)率以降低經(jīng)營成本，安全事故也相應(yīng)增加。國家不斷在加大安全立法、執(zhí)法的強(qiáng)度，安全標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺，安全已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ睢⒐ぷ麝P(guān)心的話題。機(jī)床加裝安全保護(hù)裝置，不僅成為個(gè)人的自我保護(hù)要求的體現(xiàn)，也是維護(hù)企業(yè)利益，降低意外風(fēng)險(xiǎn)損失的有效途徑，因此加裝安全保護(hù)措施已經(jīng)成為數(shù)控類機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)配置。目前數(shù)控類機(jī)床安全保護(hù)大多采取的方式是各個(gè)安全保護(hù)裝置獨(dú)立設(shè)計(jì)后拼裝在一起，不能很好有效地實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的系統(tǒng)解決方案。為此，筆者這里對某進(jìn)口機(jī)床配置的ESALAN 安全PLC 安全繼電器產(chǎn)品給予介紹，并提供給大家設(shè)計(jì)選擇安全保護(hù)裝置的內(nèi)容和方法，也可作為選擇安全繼電器的參考。

選擇安全產(chǎn)品的基本原則

根據(jù)歐洲機(jī)器指令和EN954-1 安全等級的基本要求，首先依據(jù)機(jī)器的工作模式、功能，需要對機(jī)器工作可能存在的所有危險(xiǎn)進(jìn)行分析、評估，確定機(jī)器各個(gè)部分的危險(xiǎn)等級，從而選擇相應(yīng)的安全等級，一般選3 級可以滿足大多數(shù)的應(yīng)用。接著對所有要做安全保護(hù)的部分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，包括輸入、輸出、保護(hù)的安全等級、系統(tǒng)的工作模式、系統(tǒng)復(fù)位方式等。最后設(shè)計(jì)、選擇合適的安全保護(hù)方式和產(chǎn)品。

ESALAN COMPACT 的外觀和性能簡介

ESALAN COMPACT 是一集成若干安全繼電器（5~8 個(gè)）于一體的安全PLC。可以提供用戶24 個(gè)輸入（E02.0~E04.7），9 個(gè)半導(dǎo)體安全輸出(A00.1~A00.7, A01.0, A02.0) 和3 個(gè)安全繼電器輸出(A01.1~A01.3)，以及內(nèi)部64 個(gè)時(shí)間繼電器(T00.0~T63.0) 和512 個(gè)標(biāo)志符( M00.0~M63.7)。

ESALAN COMPACT 外觀

安全PLC 輸入允許單通道或雙通道。它對每一個(gè)外部輸入都采取雙通道數(shù)據(jù)處理。

ESALAN 內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)不同生產(chǎn)廠家的不同設(shè)計(jì)、制造工藝的微處理器，內(nèi)部軟件也是采取不同設(shè)計(jì)思路，因而無論硬件、軟件同時(shí)出現(xiàn)故障的幾率非常低。同時(shí)基于它們基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的兩個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)互為冗余，只有兩個(gè)系統(tǒng)均檢測到該信號正常且允許輸出，一個(gè)對應(yīng)的邏輯信號才正確地得以傳送到下一級接受單元，直到輸出。

ESALAN 保護(hù)系統(tǒng)

根據(jù)該數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)和性能分析，確定系統(tǒng)安全等級為不低于3 級。其中對輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)如下：

1、安全防護(hù)門，左右各1 扇，安裝有2 個(gè)門鎖開關(guān)和2 個(gè)門限位開關(guān)Q1，Q2。
2、緊急停止按鈕E1，E2，觸摸屏操作臺上1 只，機(jī)器操作臺1 只。
3、CNC 軸狀態(tài)檢測傳感器T1，T2，檢測主軸的速度。
4、液壓系統(tǒng)壓力檢測保護(hù)開關(guān)信號P1，P2。
5、工具放置位置檢測信號W1。

同樣輸出電路也是采取雙通道檢測原理，CPU1 和CPU2 均正常工作，輸出1 和輸出2同時(shí)接通，負(fù)載才可以工作；對半導(dǎo)體輸出和繼電器輸出，同樣道理。只是對半導(dǎo)體輸出，需要用戶作好多余容量及干擾的吸收。根據(jù)安全保護(hù)的需要，輸出點(diǎn)數(shù)的統(tǒng)計(jì)如下，其中不包括主控單元的控制信號和輸出：

1、主軸電機(jī)主控繼電器2 只，Ka，Kb;
2、液壓電機(jī)接觸器2 只，Kc，Kd。
3、門鎖打開信號2 個(gè)，左右各1，給Kg，Kh。
4、電磁閥輸出2 個(gè)，Ke，Kf。
5、變頻器控制安全輸出1 個(gè)。
6、安全監(jiān)控?zé)糨敵? 個(gè)，指示工作狀態(tài)。

接線實(shí)例

軟件的實(shí)現(xiàn)

ESALAN COMPACT 隨產(chǎn)品提供軟件應(yīng)用CD，安裝到PC 上。可以實(shí)現(xiàn)在線設(shè)計(jì)或脫機(jī)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)定等，工作完成后，通過RS232 接口下載到裝置內(nèi)。無須特別學(xué)習(xí)編程軟件語言，通俗易懂，類似常規(guī)PLC 一樣靈活實(shí)現(xiàn)控制邏輯和安全監(jiān)控。

和數(shù)控中心單元的通訊

安全電路的監(jiān)控最終必須和數(shù)控中心控制進(jìn)行有效整合，才能發(fā)揮功效。ESALANCOMPACT 提供有CAN、PROFIBUS DP、MODBUS、A-B DF1 等接口，實(shí)現(xiàn)和主控單元的通訊，實(shí)時(shí)地將系統(tǒng)保護(hù)部分的工作狀態(tài)，安全裝置的正常工作與否等通知主控單元，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整機(jī)的安全控制和保護(hù)。此外，ESALAN COMPACT 可以提供RS232 接口，滿足不同用戶的需求。

結(jié)束語

ESALAN COMPACT 由于具有多輸入/輸出，同時(shí)具備了安全繼電器和PLC 靈活編程、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。因而替代多個(gè)安全繼電器組合, 滿足需要多個(gè)保護(hù)裝置的整機(jī)、數(shù)控加工中心、自動(dòng)化立體倉庫、機(jī)器人現(xiàn)場保護(hù)、汽車流水線等場合的應(yīng)用, 具有性價(jià)比高，體積小、接線方便、維護(hù)簡單等特點(diǎn)。