皮尔磁安全技术在大型冲压设备中的应用

大型冲压设备是轿车生产中的第一个环节。其中开卷剪切设备将钢材卷料剪切或者落料成需要的形状和规格的料片,这些料片被送到冲压生产线上,压制成各种冲压件,比如前盖内板,外板；后盖内板,外板；车门内板,外板；底板,侧围,车顶等。

大型冲压设备在安全上的特点:

1.设备可能对人员造成严重的伤害；从欧洲机床安全等级分析结果看,大型冲压设备中的安全回路一般必须达到4级。部分在安全栅栏封闭后才运行运行的回路可以是3级。
2.设备可能对自身或者生产模具造成严重的,难以恢复的伤害；冲压设备及安装在设备中用于冲压不同零件的模具都非常昂贵,而且也是因为昂贵,这些设备和模具绝大多数情况下都是独养儿子。而且设备和模具一旦损坏,恢复非常困难,而且耗时。前面讲了,冲压设备是轿车生产中的第一个环节,如果这个环节停了,无法提供冲压件,后续的生产全部要停下来。给轿车厂造成难以估量的损失。

由于大型冲压设备的这两个主要特点,安全控制在设备控制系统中占有极其重要的地位。一方面安全控制要保证操作人员的安全；另一方面,安全控制要保证设备和模具重要功能的安全。为了让大家对冲压设备的安全等级有一个直观的认识,我用一个表格列举了汽车生产中常用设备的安全等级:

上海大众最初的冲压设备上大量采用了Pilz公司的安全继电器产品。这些安全继电器的成功应用彻底改变了人们对冲压这个工种的认识。采用之前的设备时,冲压工多多少少都带伤。尤其是手部。在Pilz安全继电器在上海大众冲压设备的应用期间,没有一起因为安全控制系统引起的事故。

随着冲压设备的功能增加,设备的复杂性也大大增加。而且随着技术本身的进步,对安全控制提出了更高的要求。安全继电器产品在大型冲压设备上逐渐无法满足要求。因此从2003年开始,我们开始采用Pilz的PSS系列可编程安全控制器,并采用Safety p安全总线产品。

相对于传统的安全继电器,可编程系统提供了以下优点:

灵活的设计；
安全PLC的安全功能由经过认证的软件功能块来实现,不再依赖于固定的硬件接线,为系统的设计和安装提供了高灵活性。而且软件编程可以实现更加复杂的逻辑关系,以适应各种各样的工作模式；
方便可用的诊断信息；
一条典型的大型冲压生产线长约80米,宽约20米,地面上高度约11米,地下深度约6.5米。各现场输入输出设备就分布在这样一个广大的空间中。而控制系统所在的电柜放置在冲压线旁边高度为6米和10米的电柜平台上。因此如何定位故障点和故障原因对减少停机时间,快速排除故障有极其重要的意义。借助于PSS和Safety p安全总线提供的诊断功能,并将这些诊断信息不断传递到SCADA系统中,使得操作和维护人员从机床的操作屏幕上就可以即时了解故障出在哪个安全回路,哪个模块上；是什么原因造成了该安全回路的故障,都可以从诊断信息中直接得出。
更多的诊断信息；
采用PSS测试脉冲时,可以检测到安全继电器无法检测到的更多的故障。并且这些故障可以保存在故障堆栈中,对故障的追溯和排查提供了可能。

安全技术在上海大众大型冲压设备上的应用,保证了长期安全的生产。安全的生产环境不仅提升了企业在员工心目中的形象,而且让员工可以安心工作,不再生活在恐惧中。当然安全技术是保证安全生产的一个方面,管理措施和对员工持续的培训是确保安全的另一方面。有了这两个方面的配合,才能小心驶得万年船。

作者:贺本湖 博士
上海大众汽车有限公司冲压规划科

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