汽车制造中Pilz安全控制模块的应用

对于汽车制造工业的不同车间和设备，安全产品的正确选择、设计和使用，对于成本的降低、设备的安全可靠性、维护的便易性至关重要。

在整个安全控制电气系统中，安全控制模块最为复杂。因为安全控制模块，既要采集安全输入信号，并且根据逻辑要求，进行安全的输出控制。安全控制模块不但在自身出现缺陷的情况下依然要能够保持高安全可靠性，同时也要能够检测安全输入信号和被控输出元件的故障，并及时做出合理的反应。在安全控制领域，常用的安全控制模块有安全继电器、安全可编程控制器、安全总线系统。

Pilz紧凑型安全继电器PNOZX、elog和Sigma系列可以用于控制单一安全功能，适用于小型的安全控制系统。其安全输出通常有继电器触点输出或晶体管输出。无论采用何种形式的输出结构，安全继电器都能够保证至少2个通道进行输出的控制。在一个输出通道出现故障的情况下，另外一个冗余的通道依然能够保证安全继电器的安全功能，并且及时检测出故障通道。

Pilz模块化安全继电器PNOZmulti是一个多功能、可自由配置的模块化安全系统。与其他PNOZ安全继电器不同，PNOZmulti的安全电路可在个人电脑上使用图形配置工具轻松生成。PNOZmulti由一个PNOZm0(1/2)p基础模块和若干个扩展模块组成。基础模块可单独使用，包括20个可连接急停按钮、安全门、双手控制器等所有安全功能的输入点;4个2A容量的半导体安全输出;2个继电器安全输出;一个辅助非安全输出以及4个测试脉冲输出。可以使用扩展模块来达到增加输入输出点、速度监视、现场总线连接的功能。通过基础模块上的RS232接口可以直接向PNOZmulti写入程序，或使用读卡器向SIM智能卡写入程序后插入PNOZmulti运行。

安全可编程控制器适用于中、大型的安全控制系统。Pilz的安全可编程控制器PSS的CPU采用冗余的多处理器结构。各个处理器之间相互监控，一旦出现不一致，立刻使控制器处于安全状态，并且发出报警信息;同时，安全可编程控制器对内部的ram，EPROM，输入输出寄存器等元件进行实时监控，并且采用特殊的测试脉冲对输入信号和输出被控元件进行检测，一旦出现任何不安全隐患，控制器立刻切换至安全保护状态。

Pilz安全总线系统SafetyBUSp则适用于大型、离散式的安全控制系统。其原理是在现有工业现场总线的基础上，采用了一系列的时间检测、地址检测、连接检测和CRC冗余校验等措施，达到高的安全等级。

对于安全功能4个以下的单台设备或流水线，我们可以使用紧凑型安全继电器。例如，在动力车间中的单台数控机床，其安全功能通常包括数个紧急停止按钮、一扇至二扇安全门，并且安全等级在3级以上。对于这样一个应用，我们可以采用一个紧凑型安全继电器控制所有的紧急停止按钮;再使用1/2个紧凑型安全继电器控制1/2扇安全门。任何一个安全继电器被触发，安全输出必须切断相关负载(如控制轴运动的变频器或伺服)。

对于安全功能在4至14个的设备或流水线，我们推荐使用模块化的安全继电器PNOZmulti来得到更高的灵活性和更低的成本。我们以一条油漆自动化线为例，在此生产区域中，通常包括在安装在喷涂区域进出口的2对安全光栅、4/8个安全门、若干个紧急停止按钮、2套屏蔽传感器，并且安全等级在3级以上。

我们当然可以选用紧凑型的安全继电器来实现以上安全功能。但是这种解决方案的成本较高、接线繁琐、故障诊断困难。而PNOZmulti的应用，不但能够可靠、高效的完成安全功能，并且能够从设计、购买、维护中降低成本。

对于安全功能在数十个以上、或者大部分的安全功能都离散分布的现场，可编程安全系统PSS和安全总线系统SafetyBUSp可以使复杂的安全控制变得简便、清晰。在大型冲压流水线中，PSS和SafetyBUSp都有成功的应用案例。通常，一条冲压流水线高10m，长50m，分为涂油、冲压、剪切等几个工作区域。每个区域都有2扇冲程门和若干的紧急停止按钮;外围还需要有安全光栅保护换模区域;此外冲压机械中还有大量的安全信号(比如上死点、阀信号等)需要接入安全控制系统，并且以复杂的逻辑关系贯穿于整个安全控制回路。在这种情况下，PSS安全可编程控制器和SafetyBUSp安全总线系统是最为合适的解决方案。PSS可编程控制器可以简便的实现复杂的逻辑关系。通过SafetyBUSp安全总线可以将分散在现场的安全输入信号通过一根电缆集中至PSS主站进行控制。同时，PSS可以通过普通现场总线如Profibus、DeviceNET与现场的其他系统进行通讯。