福特車身裝配線上的安全技術(shù)

特吉龍車身裝配工廠的機(jī)器人采用了帶有Simatic故障安全PLC以及PROFIsafe功能的安全系統(tǒng)。通過有效地使用Profibus分布式配件，最大限度地減少了離散部件和配線，并使故障診斷變得更容易。正在開發(fā)的設(shè)備采用了最新的分布式安全CPU，該CPU帶有用梯形圖語(yǔ)言編寫的安全邏輯配置。

真正澳洲制造

Falcon（獵鷹牌）汽車完全由澳洲人自己設(shè)計(jì)，旨在占領(lǐng)本土市場(chǎng)。

由于新近推出了Falcon（獵鷹牌）汽車，澳洲福特不僅榮獲了大量贊譽(yù)和業(yè)界大獎(jiǎng)，更收到了大量訂單。BA Falcon于2002年十月推出，裝配六缸發(fā)動(dòng)機(jī)，是一款大型家用車。該車完全由福特設(shè)在維多利亞的工廠自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。

車身部件總裝生產(chǎn)線設(shè)在墨爾本西南部的吉龍。過去吉龍工廠大量使用PLC，而為新型汽車所設(shè)計(jì)的設(shè)備從一開始就選擇了面向未來的新型自動(dòng)化技術(shù)和平臺(tái)。福特過去一直致力于尋找這樣一個(gè)平臺(tái)：靈活，簡(jiǎn)便，易于電氣技師管理和發(fā)現(xiàn)問題，并且能很好地與包括機(jī)器人和閥組在內(nèi)的第三方部件在 “現(xiàn)場(chǎng)總線”上進(jìn)行整合.

西門子Simatic通過大量的深入調(diào)查研究，總裝線的工程師

們最終選擇了西門子Simatic系列產(chǎn)品。接下來，他們需要選擇安全系統(tǒng)。福特過去一直依賴傳統(tǒng)的綜合硬件安全技術(shù)，但現(xiàn)在決定用新型的具有故障安全功能的S7-400F PLC替代以往復(fù)雜的安全電路系統(tǒng)。西門子當(dāng)?shù)胤桨柑峁┥蘄CT、澳洲西門子以及一位來自德國(guó)西門子自動(dòng)化認(rèn)證中心的專家?guī)椭Ｌ毓餐瓿闪诉@一創(chuàng)新概念的設(shè)計(jì)。

最終的設(shè)計(jì)方案非常出色，可整齊劃一地應(yīng)用于待建的六個(gè)單元。不但如此，電流接觸器、繼電器、復(fù)雜的布線系統(tǒng)也大大減少。與先前的單元相比，安全性能得到了改善，并且增加了更多安全設(shè)施和自動(dòng)檢查功能。這些設(shè)施可以維護(hù)系統(tǒng)并更安全簡(jiǎn)便地設(shè)定操作。觸摸板為操作者提供了更詳細(xì)的檢測(cè)信息，使診斷工作更加清晰簡(jiǎn)便。

機(jī)器人焊接單元

車身總裝單元對(duì)機(jī)器人焊接而言至關(guān)重要。通常，沖壓金屬部件在操作平臺(tái)上被點(diǎn)焊，有時(shí)還被機(jī)器人送到其他設(shè)備接受進(jìn)一步處理。福特工程師們運(yùn)用Simatic HMI以及Profibus分布式輸入輸出技術(shù)最大限度地發(fā)揮單元設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。機(jī)器人界面直接通過Profibus進(jìn)行傳送，使得數(shù)據(jù)交換變得快捷方便。與設(shè)備相連的電磁閥和接近開關(guān)通過Profibus上的Festo閥組進(jìn)行連接。通常操作站使用PP17操作面板實(shí)現(xiàn)清晰而穩(wěn)定的操作者互動(dòng)，并通過可觸摸面板提供產(chǎn)量數(shù)據(jù)和診斷信息。在較大的單元中，MP370觸摸面板在中心位置提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)和診斷信息。觸摸面板能輸出優(yōu)質(zhì)圖像，可以顯示出鉗夾和接近開關(guān)的動(dòng)態(tài)狀況。這樣一來就為操作者提供了清晰的診斷信息。

Intuitive operating screens on the Simatic TP 27 Touch Panels

來自焊接裝置上的MP370觸摸面板的菜單顯示

單元的自動(dòng)化系統(tǒng)受控于標(biāo)準(zhǔn)（非故障安全）S7-400F內(nèi)的梯形圖語(yǔ)言代碼，并與機(jī)器人內(nèi)嵌的程序緊密互動(dòng)。福特根據(jù)進(jìn)程需要對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程，并與負(fù)責(zé)監(jiān)控的PLC設(shè)備保持緊密聯(lián)系。通過與福特的通力合作，ICT已經(jīng)為大多數(shù)場(chǎng)合設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)的控制代碼。福特的工作人員已經(jīng)在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了這些操作代碼。

安全系統(tǒng)

安全系統(tǒng)對(duì)于所有單元而言至關(guān)重要。一般來講，每個(gè)單元都有圍墻保護(hù)。人工裝載部件的操作臺(tái)都有輕型防護(hù)裝置，此外還有一個(gè)雙手控制裝置，可以在操作之前把部件夾緊。與此同時(shí)，輕型防護(hù)裝置會(huì)保護(hù)操作區(qū)內(nèi)的操作者。機(jī)器人底部開關(guān)監(jiān)控機(jī)器人的動(dòng)向，以確保當(dāng)機(jī)器人在某處工作時(shí)能順利操作另一處設(shè)備。防護(hù)裝置還可以保護(hù)升降機(jī)，確保成型部件都通過升降機(jī)卸載到托盤上。

系統(tǒng)會(huì)根據(jù)防護(hù)裝置、出入門和緊急停止設(shè)備發(fā)出的信號(hào)在機(jī)器人，設(shè)備電磁閥，伺服轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)以及螺線空氣排放閥門等處采取安全互鎖定操作。出入門上的電氣鎖也由PLC控制。

所有這些安全功能均由具有故障安全功能的PLC，S7-400F實(shí)現(xiàn)。使用相關(guān)軟件簡(jiǎn)化了系統(tǒng)配線，并使安全邏輯更加出色。同時(shí)，過去在硬件系統(tǒng)上無法實(shí)現(xiàn)的一些新維護(hù)功能現(xiàn)在也已變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。觸摸面板清楚地顯示安全系統(tǒng)的詳細(xì)信息和精確到點(diǎn)的診斷信息。這樣，不再需要操作員通過PLC檢查故障，維護(hù)工作大大簡(jiǎn)化。ICT測(cè)試并完成了PLC上的“故障保護(hù)”代碼，福特也大力參與了系統(tǒng)配置和軟件結(jié)構(gòu)的過程。

福特希望在確保安全功能的同時(shí)自由操作標(biāo)準(zhǔn)控制。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)楣に囘^程是多變的，而安全功能卻一成不變。S7-400F實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目標(biāo)。有了它，福特技師們就可以在不影響故障安全功能的情況下修改標(biāo)準(zhǔn)碼。

分布式安全

最新推出的用梯形圖語(yǔ)言編程的分布式安全系統(tǒng)是由福特公司完成的。用梯形圖編寫的“故障保護(hù)”邏輯程序今后將被所有系統(tǒng)采納，就像用較早的S7-400F替代CFC一樣。福特相信S7315F PLC是一套成本低廉，功能強(qiáng)大的CPU。福特將會(huì)在那些僅需一兩個(gè)繼電器的小型安全輸入/輸出系統(tǒng)上使用它。目前正在為一款新車開發(fā)五個(gè)單元。新單元的安全系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)將采用S7-315F分布式安全技術(shù).(end) 電容式接近開關(guān)相關(guān)文章:電容式接近開關(guān)原理