基于安全PLC的機械壓力機控制系統設計

封 峰，洪 磊，沈 浩

(揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225127)

基于安全PLC的機械壓力機控制系統設計

封 峰，洪 磊，沈 浩

(揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225127)

本文介紹了一種基于安全PLC的機械壓力機控制系統，該系統由PILZ公司的PNOZmulti系列可編程安全控制器、OMRON公司CP1E系列PLC及安全開關等安全器件構成，符合我國最新的GB27607-2011《機械壓力機安全技術要求》。

機械壓力機；控制系統；PLC；GB27607-2011

機械壓力機作為一種通用機械加工設備，廣泛應用于家電、五金、電子、汽車、航天等工業領域。壓力機工作中，其較快的沖壓速度容易造成人身傷害，具有一定危險性。目前，機械壓力機普遍采用PLC作為控制系統的核心元器件，其輸入輸出點安全等級很低，在故障狀態下無法保證壓力機的動作安全性。

為使我國的機械壓力機安全性能進一步提高，達到歐美國家的標準，我國實施了GB27607-2011《機械壓力機安全技術要求》，對機械壓力機的安全進行了規范。

1 控制系統特點

為使壓力機控制系統符合最新國家標準要求，必須采用可靠的、通過安全認證的、達到高安全等級的元器件，組成安全保護系統，實現對加工機械的安全功能的安全控制。電氣設備故障或干擾可能引發危險或損壞機械和加工件時，應采取適當措施以減少危險的可能性。所需的措施及其實現，無論單獨或結合使用，均依賴于有關應用的風險評價等級，必須采用成熟的電路技術和元件、冗余技術和相異技術、功能測試，以減低故障情況下的風險。

我們選擇PILZ公司PNOZmulti系列可編程安全控制器,其具有以下優點：①通過反饋回路的使用，嚴格符合歐洲安全標準，可達到高安全等級；②PNOZ multi具有高性價比，配置簡單；③強大的診斷功能，可方便快捷地進行系統維護；⑥認證齊全，帶有CE認證。

PNOZmulti是一個多功能、可自由配置的模塊化安全系統。PNOZmulti的安全電路可以在PC機上使用圖形配置工具輕松生成。多達14個不同的安全功能可以在基本單元內使用。PNOZ m2p模塊帶有20個輸入點，4個晶體管輸出，2個繼電器輸出，并且具有輸入輸出擴展功能。

2 控制系統安全功能

針對機械壓力機產品，我們的方案滿足壓機標準GB27607-2011的要求，其內置的壓力機操作模式選擇模塊、壓力機旋轉凸輪監控模塊及壓力機光幕設定模塊能夠對壓力機的運行狀態進行安全監控。離合制動的安全雙聯閥受到PNOZ m2p的控制，急停按鈕、光幕、安全門等安全元器件通過用戶自定義的邏輯進行編程，出現危險狀況時輸出可及時切斷電機接觸器、安全閥，從而使壓力機可安全停機。控制所需的一些標準信號，如啟動、停止信號等，將通過本身自帶的串口和OMRON CP1E通訊實現。

3 控制系統組成

在本機械壓力機安全控制系統中，主要使用了PNOZ M2P可編程安全控制器、安全輸入擴展模塊PNOZ mi1p(具有8個數字量安全輸入點，用于擴展系統輸入)、OMRON CP1E-60MR可編程控制器、串口擴展板CP1W-CIF11及通訊電纜，系統中如表1所列安全輸入及安全輸出均接至PNOZ M2P可編程安全控制器,超負荷、氣壓、計數控制、潤滑控制等非安全輸出輸出點接至OMRON CP1E-60MR可編程控制器。壓力機的主要動作由PNOZ M2P可編程安全控制器控制，PNOZ M2P可編程安全控制器和CP1E-60MR可編程控制器之間通過RS485串口通訊，將相關控制信號互相傳送。

OMRON CP1E-60MR系列PLC通過CP1WCIF11模塊實現串口通訊。

表1 安全輸入輸出元器件

(1)CP1E設定：主要設定Port2為Serial-Gateway功能，通信波特率 9600；格式為8，1，N；RS-232C模式。

(2)CP1W-CIF11開關設定：1=ON(終端電阻)；2，3=ON(RS485方式)；5=ON(不要 echo back數據)；6=ON(RS485方式)。

4 結束語

該安全控制系統已在我公司主要機型上進行生產調試，并經過了半個月的試生產應用，對系統程序等進行調整和修改，壓力機可正常運行，安全性能符合GB27607-2011《機械壓力機安全技術要求》，并通過了相關部門的檢測和鑒定，系統運行十分穩定。

綜上所述，該安全控制系統使壓力機安全性能達到國家最新標準要求，最大程度上保障了機床操作人員的安全。

[1] 沈 嵐.壓力機械的安全保護裝置的現狀[J].鍛壓裝備與制造技術，2005，40(2)：51-54.

[2] 張蘭軍，王玉山.淺談大型機械壓力機主要功能部件[J].鍛壓裝備與制造技術，2008，43(4)：18-20.

[3]GB27607-2011，機械壓力機安全技術要求[S].

Design of control system for mechanical press on the basis of safetyPLC

FENG Feng,HONG Lei,SHEN Hao
(Jiangsu Yangli Group Co.,Ltd.,Yangzhou 225127,Jiangsu China)

The control system for mechanical press on the basis of safe PLC has been introduced in the text.The system consists of safety elements like PNOZmultui series programmable safety controller from PILZ company,CP1E seriesPLC and safety switchesfrom OMRON company,which accord with the latest GB27607-2011“Mechanical press safety technical requirements”.

Mechanical press;Programmable safety controller;GB27607-2011

TG315.5

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.05.008

1672-0121(2017)05-0029-03

2017-04-14；

2017-05-20

封 峰(1980-)，男，工程師，從事機床電氣系統設計。E-mail：10220205@qq.com