皮尔磁：光栅的创新安装方式

• 关键词：皮尔磁,光栅
• 摘要：皮尔磁的咨询服务为用户提供了极具创意的安全解决方案：为了保持装卸区域进出的便利性，将安全光栅PSENopt II的发射端水平嵌入到地板中，而将光栅的接收端安装在天花板上，水平安装的发射端发出红外线，垂直地到达接收端，形成了一道“红外线防护门”。

通过专业的知识和深入的风险评估，能够帮助机械设备达到较好的安全水平，有助于设备操作人员正确地操作机器，避免不必要的长时间停机。德国威能（Vaillant）是全球知名的供热/生活热水/通风及空调设备的制造商，距今已有140多年的历史。在威能贝格海姆（Bergheim）的热储罐工厂，皮尔磁的咨询服务为用户提供了极具创意的安全解决方案：为了保持装卸区域进出的便利性，将安全光栅PSENopt II的发射端水平嵌入到地板中，而将光栅的接收端安装在天花板上，水平安装的发射端发出红外线，垂直地到达接收端，形成了一道“红外线防护门”。

在针对设备区域进行安全设计时，从操作和任务完成效率的要求来说，应尽可能保证区域的进出便利，但是从安全的角度出发，则要求与危险的运动之间保持一定的距离。进出便利性和安全距离从来都是安全设计时必须面临的挑战之一。

令人信服的咨询和服务方案

威能是供暖、通风和空调技术的专家，他们的贝格海姆工厂主要生产温水储罐，这些80年代和90年代初投入适用的设备的利用率很高，多年以来，储罐生产线一直处于高位运行。在2017年的内部审计后，威能管理层决定对其生产线进行电气系统和安全方面的升级。2018年初，威能开始招标，寻找合适的供应商以承担54个热储罐生产设备组成的生产线的升级改造。最终来自德国奥斯菲尔登的自动化公司皮尔磁在招标中脱颖而出。

坚实的风险分析奠定了基础

根据威能公司内部进行的风险分析和优化，皮尔磁提供了专业的服务。包括根据工业安全法规、安全理念、安全设计、系统实施（硬件和软件）、工程和有效性检查等的结构化的风险评估。该方案首先在实验工厂予以实施，随后，对两条搪瓷罐内衬的生产线进行了改造，使其达到先进的水平，尤其是其中经常会碰到问题的所谓的个别定位器。

人员可以从三个方向接近用于固定各种尺寸罐体的定位器，这些罐体由起重机或人工送入。为了让浇铸的搪瓷均匀覆盖于储热罐的内部，电动驱动器需要让热储罐沿着旋转轴进行旋转，待浇铸搪瓷完成后，红色的夹持器会将储热罐安全移开。皮尔磁的分析显示该区域的风险包括粉碎、剪切和撞击等。 

生产工艺流程决定安全解决方案

“在此之前，我们一直通过压敏地毯来解決单个定位器的安全问题。可自由进入的两侧宽度为110厘米，应该是足够安全，但必须根据最新的标准要求进行优化。”威能工业工程部的Jörg Holzportz如是说。超程测量将导致600ms的停机时间，这就意味着最小距离应为216cm。即便是减少后的超程测量时间为350ms，其要求的最小距离也要达到179cm。因为工艺流程的原因，无法采用物理防护措施。而由于最小距离的原因，适用压敏地毯和扫描仪无法达到标准的要求。传统的带折射镜的光幕也无法使用，因为在任何配置下，柱子总是会碍事。威能明确希望通过组织化、个性化的控制来避免安全问题。乍一看，一个即符合标准要求又不影响生产效率也不限制操作人员在单个定位器周围操作的解决方案，根本不可能。究竟应该怎么做呢？

安装方法重新定义

在生产和物流方面，当需要进行人/机交互时，光栅的安全解决方案无疑是首选。将光幕PSENoptII倾斜90度，将发射器水平嵌入地面，并将接收器安装在天花板上，这是在与威能的跨领域小组的共组讨论会上想出来的。“尽管之前从未如此实施过，但我们觉得这个想法很有趣。鉴于我们的工艺流程，安装在房间内的光幕棱柱很可能使用寿命不会很长”Jörg Holzportz 这样说。

Pilz 的安全光柵 PSENopt II Type 3 目前市场上唯一一款符合EN/IEC 61496-1标准的PLd应用的型号。手指保护的分辨率和14mm的光束间距，水平安装的安全光栅将其光束垂直发送到安装在天花板上的接收端单元。采用这种安装方法，可以实现与危险源的最小距离为96cm或56cm。编码和先进的支架套件，确保了无死角的抗震装配。要实现无干扰运行，需要定期清除侵入地面的玻璃保护罩上的灰尘。粗污染物可能会提示工厂控制系统有未经授权进入安全区域的情况，并将个别定位器切换到安全状态，在这种情况下是不必要的。

在控制柜里，安全决定成败

在控制柜中，可配置小型安全控制器 PNOZmulti 2负责所有安全相关信号。安全光柵 PSENopt II Type 3直接连接到基础单元PNOZ m B0。如果单个定位器目前正在运行，PNOZmulti 2将监控设备操作人员的安全。如果设备操作人员的身体、手甚至是手指切断了地面发出的光束，PNOZmulti2将立即触发危险运动的安全停止。如果操作人员踩到了布置在设备前面的压敏安全地毯上，也会发生这种情况。 

在单个定位器的后方区域有一扇门，设备需要进行维护时可以打开。门上安装了皮尔磁的安全门系统PSENmlock(集安全联锁和防护锁定于一体，最高安全等级可达PLe)，由可配置的小型安全控制器PNOZmulti2进行监控。这一点也适用于连接到控制柜上的使能开关PITenable，这也是皮尔磁的另一个产品：这种手动控制装置主要用于在工厂和机械的危险区域的设置和维护工作中，需要屏蔽防护装置时使用。另外，如果安装的紧急停止按钮被按下，那么 PNOZmulti 2 控制驱动轴安全停止。

小型控制器的基础单元PNOZm B0为 用户提供4个安全半导体输出、4个可配置的测试脉冲辅助输出以及20个安全输入（其中8个也可作为标准输出）。在基础单元的右侧，系统最多可以扩展6个扩展模块。在基础单元的左侧，则最多可以安装5个通讯或连接模块。 

在威能，经过安全方面的现代化改造，使得设备可以在不受干扰的情况下运行，从而实现了更高的生产效率。“我们和皮尔磁的合作在每个阶段都是公开和公平的。自始自终，我们都得到了很好的有力的咨询服务”Jörg Holzportz总结说。“一开始想出来的这种安装方法绝对是高光时刻！”，由于这个项目的成功，威能愿意将更多的项目交由皮尔磁来实施，通过一如既往的流畅沟通和皮尔磁在安全自动化领域的专业性，相信最终都能够提供富有创造性的解决方案。