融合了传感器、控制和驱动技术的完整的安全试验台解决方案

• 关键词：安全试验台,传感,控制,驱动技术
• 摘要：购买知名品牌的产品时，您当然希望它们能够每日安全、可靠地运行。对于门、窗、幕墙、温室、阳光房和太阳能技术产品系统制造商 Schüco 而言，高质量标准绝对至关重要：在他们的各式普通窗户和落地窗出厂前，都要依照 DIN EN 13126-8 标准，采用一台组合式试验台对接头彻底检测。Schüco 采用了 Pilz 的自动化和安全解决方案，来确保在检测过程中，窗户和相关的操作人员都绝对安全。

欧洲标准 DIN EN 13126-8 规定了倾斜和旋转以及先倾斜和只旋转的五金件或接头的耐久性、强度、防护有效性及功能的要求和检测方法。如果满足这些方面的要求，即可确保门窗正确操作时满足特定的要求。Schüco 总部设于德国比勒菲尔德，经营生产一系列的金属和塑料设计产品，以及可用于新型建筑和现代化项目的新能源产品。该公司经营范围覆盖到全球 78个国家，始终践行最严格的质量标准，如今已发展成了创新性建筑外围产品市场的全球领导者，是门、窗、幕墙和太阳能解决方案领域的翘楚。

安全性和生产效率不应此长彼消

保证安全设施符合机械指令要求，并严格按照标准规定规划、实施检测流程，是窗户接头的组合式试验台的设计标准框架。与此同时，控制技术的安全相关设计还要符合 EN ISO 13849-1标准的要求。“当时我们迫切希望能找到一家具有广泛的解决方案专长、自身又极为强大的自动化应用合作伙伴，Pilz 成为了我们的首选。我们的合作之所以能够成行，不单单因为我们双方已建立了长期、互惠且富有成效的合作关系，还因为 Pilz 提供的产品、解决方案、咨询水平以及整体方法历经反复验证，展现出了充分的说服力。” Schüco Alu Competence 服务和维护经理 Michael Kaumkotter 表示。

这一“新型”试验台负责对门窗进行严格的检测，以确保其具备了完美的功能和强度。其包含了两个可以独立操作的检测站。需要对配件进行检测的窗户将会被插入到相应的检测站并固定就位。随后，再将驱动旋转和倾斜运动的伺服电机驱动轴装配到窗户上。现在，即可启动不同配件的单独检测配方。前述标准要求，在一侧检测站仍在进行检测时，出于设置等需要，必须可以安全进入另一侧的检测站。整个设备应经由一个安全围栏进行封闭；同时应预装上紧急停止按钮，以便在必要时可以立即将整个设备安全停止。接入点应由安全门提供保护，该安全门应采用具有磁性防护锁定功能的编码式、非接触式安全门系统：即 Pilz 的 PSENslock。这一系统将安全门监控功能和 500 N 或 1000 N 非接触式磁性联锁功能结合在同一产品中。PSENslock 具有灵活的连接选项（5芯或 8芯 M12接头），无论单独使用或串联，均可用其实现最高 PL e 级的安全门监控。与其机械式替代方法，PSENslock 采用了 RFID 应答器技术，可实现最高级别的安全门误操作防护。对于需要频繁开闭的门，磁性防护锁定设备尤为有用 - 和机械式系统不同，它们允许门升降，切不会存在磨损。

旨在实现安全、有效地驱动的安全运动控制解决方案

在检测流程实施过程中，我们将 PMCprotego D 伺服放大器与 PMCprotego S 安全卡相结合，以便反复（大约一万次） 90度旋转、倾斜和关闭普通窗户和落地窗。监控安全速度时，无需采用附加硬件；而 PMCtendo AC3 伺服电机则可提供标准反馈功能。PMCprotego D 伺服放大器和 PMCprotego S 安全卡的结合，可以简便地实现安全限速 （SLS）、安全运行停止 （SOS） 或 安全停止 2 （SS2） 等安全功能。驱动器先进行受控停止，之后再进行安全运行停止。所有控制功能得到维持，同时停止位置也得到有效监控。现有的标准 SS2 解决方案仅监控一个特定时段的制动斜坡，PMCprotego S 安全卡则可在监控制动斜坡的同时，还可监控驱动系统的潜在故障。

在检测过程中，接头并不通过精确的半径泛泛地描述，而是生成一个椭圆半径，从而确保位置值和速度均通过伺服放大器上的参数通道以  5度间隔进行交换。通过这种方法，可实现 0.5 m/s 的恒定速度，从而在确保高性能的同时实现较短的周期时间。

该驱动解决方案支持一系列现场总线系统。在 Schüco，此伺服放大器通过 ProfiBUS DP 协议与控制系统联机。除此之外，在满足安全原理要求的前提下，该驱动器还需要能在安全限速 （SLS） 模式下行进。为此，必须能够安全地、选择性关闭所有伺服轴，从而实现 PL d 安全等级（安全运行停止，SOS）。高动态性能的伺服放大器 PMCprotego 具有较高的性能和较短的反应时间，其和 PMCtendo 伺服电机的组合可确保：能够以极高的精度开展检测，可确保最优质的产品质量。

PASconfig 软件使客户能够轻松、快捷地完成 PMCprotego S 安全卡的参数设置和调试。该工具采用描述性图表最大限度减少数据输入时的错误，是 Pilz 驱动技术安全理念的重要一环。

PNOZmulti：安全屏障

作为一种集中式安全部件，PNOZmulti 可编程控制系统涵盖了所有安全相关功能，可对监控安全门和急停/复位按钮的安全传感器进行监控；其具有 20路数字量输入、4路数字半导体输出和 2路继电器输出，还可监控用于维持“安全减速设置”模式安全运行的操作模式选择开关和伺服放大器。PNOZmulti 可通过安全输入和输出切换所有传感器，无需采用任何易磨损的硬件。“我们之所以选择 PNOZmulti，并不单单因为其可以简单地随意配置。这一控制系统可以省去大量的继电器和电路，且不必进行复杂的配线。其带给我们的最直观的印象就是采用配置取代配线，调试简单、快捷，”Michael Kaumkotter 重点强调了这一点。

与此同时，这还包含了 Pilz 的前瞻性、综合性整体解决方案。

此项工作的首要目标是开发安全的检测站，此类检测站应可在不妨碍灵活性和生产效率的前提下运行，同时还应符合所需的性能等级 PL d。在 Pilz 和 Schüco 通力紧密协作下，我们依次完成了从设计、产品选型，再到调试、维护和支持，最终打造成单独定制的通用解决方案的过程。这其中包括了驱动配置。此检测站采用模块化结构，可视需要进行扩展。在项目设计、配置、归档和调试阶段，PNOZmulti Configurator 配置工具提供了全程支持。“整个车间成为了一个通用、相干系统解决方案。我们今后当然会继续选用 Pilz 安全解决方案，” Michael Kaumkotter 总结道。