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图尔克:故障安全创新产品助力优化投资回报

时间:2023-11-03   来源:

在工业生产过程中,故障的发生可能会对生产线和工作人员造成严重的损失和伤害。为了保障生产过程的安全和稳定,故障安全模块作为一种用于监控和控制设备工作状态的重要装置,它能够实时检测设备的运行情况,并在发现故障或异常情况时采取相应的措施,防止事故的发生,已成为工厂自动化中不可或缺的一部分。


图尔克作为工业自动化领域的专家,具备众多世界领先的创新产品与技术,故障安全类现场总线设备就是其中的代表性产品之一。近期,《直驱与传动》杂志采访到图尔克现场总线系统产品经理谷雨,请他从国内产线故障安全领域所遭遇的瓶颈、图尔克故障安全解决方案的性能优势与应用、以及公司发展进程与未来规划等方面进行分析与解读。


图尔克.jpg

图尔克现场总线系统产品经理 谷雨


国内自动化产线,故障安全瓶颈凸显


长时间以来,企业通过降本增效,优化投资回报体系,实现资金的最优配置,是其可持续发展的重要运营模式与工具。在谈到故障安全领域,大多数企业用户所遭遇的困境与需求点时,谷雨分析到国内产线普遍存在“安全设备分散,需要长距离布线到控制柜 ,改造工位增加安全设备或者安全点数较少情况下,故障安全PLC性价比低,安全继电器接线复杂,且无法实现复杂逻辑”等诸多困境。


结合自动化产线实际技术场合与现状,谷雨进一步阐述到以往故障安全类产品存在以下四方面应用瓶颈:


首先是机柜建设成本高。尽管包括以太网在内的不同现场总线系统都带有安全选项,但在控制柜中的绝大多数组件都采用IP20预设。因此众多客户不得不将安全相关传感器和执行器的所有信号走线到控制柜或子配电单元内,再接到I/O模块,这对机柜建设增加了成本。


其次是安全设备分散、且需要长距离布线。客户现场总是同时出现大量不同的标准和安全信号,且没有控制器同时引入两种信号,安全信号必须紧随标准信号引入控制器,为此客户只能以点对点的布线或单独安全控制器的替代方案,需要大量布线。


再次是改造工位增加安全设备或者安全点数较少情况下,备货成本高。在非常多的应用中,某个工位会存在大量标准I/O信号,安全信号数量很少且非常分布地存在,客户只能同时采购纯标准模块和安全模块。


即便如此,双重的采购成本也没有得到充分发挥,客户现场的安全IO和普通IO独立配置的,导致每个IO模块上都可能出现未使用的端口,每个模块都存在一些被浪费的通道。


最后是实现故障安全PLC性价比低。在传统的CIP Safety和PROFIsafe 应用中,需要在系统中使用价格昂贵的安全型PLC,甚至在编写安全控制程序时,还需要安全软件及其成本较高的软件授权;此外对于用户来说,安全PLC 功能非常强大,适合相对比较复杂安全程序。如果仅仅需要非常简单的安全逻辑控制,在系统中使用安全PLC 虽然可以满足要求,但是增加其较高的成本却只是使用很少的功能,未免造成投资和回报的不成比例。


创新产品助力优化投资回报


针对以上痛点与难点,谷雨介绍到图尔克的混合型故障安全模块 TBPN 和 TBIP分别用于 EtherNet/IP的 CIPSafety 以及 Profinet—Profisafe,该款混合型故障安全模块为首款将标准IO和安全IO输出,创新地集成到同一模块的现场总线产品,可以灵活地适应机器的实际信号要求,也可作为远程安全控制器使用。

安全故障模块.jpg


安全功能还可以在不连接安全PLC的情况下进行配置和测试,安全防护等级达IP65/IP67/IP69等,适用于严苛环境。通过图尔克 Safety Configurator 软件以图形化的方式将编写安全控制程序,并且该安全程序直接在TBPN/TBIP 模块中运行,即TBPN/TBIP 模块作为一个现场安装的安全PLC 来使用,而无需投入较高的成本在系统中增加安全PLC 及其软件,同时因为减少了在通讯网络中信号的传输及时间,大大缩短了系统的响应时间,而这对于安全系统来说是至关重要的。


此外,混合型故障安全模块可以实现分布式工厂和模块化机器概念,使其可以在无需柜体防护的情况下,直接安装在设备表面上。在安全方面 ,混合模块提供两个安全输入,用于连接诸如安全光幕或者急停按钮之类的安全传感器 。两个额外的安全通道可作为输入或输出。


在标准I/O侧,连接非安全相关信号的四个通用输入/输出可切换至高达2A。此外,两个I/O还可连接到IO-Link主端口,结合图尔克的IO-Link分线盒,用户可以连接多达32个额外的I/O。标准通道以及TBPN/TBIP的IO-Link通道可以在安全相关应用中内部断开,从而大大简化辅助驱动器和电磁阀的接线。


图尔克已经开发出强大的安全模块,扩展温度范围-40°-70°。混合模块完善了图尔克的安全产品组合 。除了具有 IP20和 IP67保护功能的安全I/O技术和紧凑型安全控制器 ,它还包括安全感应 ,磁性和电容接近开关 ,光幕,双手控制器,紧急停止按钮和安全位置开关。


为了避免故障产生时所造成的直接经济损失,图尔克TBPN/TBIP模块都配置了可插拔的记忆棒,如模块需要更换,只需要拔出故障模块中的记忆棒,再将记忆棒插入到新模块中,通电后,配置数据会被自动传送到新模块内,无需任何更改,即可立刻恢复运营。


总体而言,图尔克IP67故障安全模块,集成内部安全逻辑功能可与非故障安全PLC配合使用,从而实现现场就近安装、减少布线、不增加故障安全PLC,从而不仅使客户减少库存成本、减少设备数量、简化客户系统维护和检修成本,同时这些产品还可以根据所处生产阶段中自动“配置”自己所需的现场总线协议进行管理与监测。


在具体应用方面,谷雨谈及汽车制造业中的相关设备供应商,例如车体生产或机器人应用环节,是图尔克故障故障安全模块的主要客户群体。


事实上,故障安全技术已经基本成为贯穿生产制造工艺的标准需求。图尔克故障安全模块支持PROFINET或Ethernet/IP通讯网络,已经在设备制造及工厂架构(造纸机械、木工机械),输送及仓储设备以及物流系统等这类客户的业务中取得了较大的成果。


凭借宽泛的工作温度和高达IP69K的防护等级,这类产品同样适用于移动设备领域,例如旋转塔吊起重机或建筑工程机械。尽管,这类设备中还广泛应用CANopen通讯,但是凭借通讯确定性技术,工业以太网已经逐渐成为这类设备的新常态应用模式。


强化本地化制造与服务


长期以来,图尔克始终致力于成为智能传感器技术和分布式自动化理念推动者的角色,确保相关生产数据(从传感器到云端)的可靠检测、传输和处理,不仅提供灵活的I/O解决方案,还提供包括传感器、现场总线、HMI、RFID、控制器、云、接插件和接口技术领域等在内的设备硬件和相关软件,并进行针对性的模块化设计与实施,为机器带来智能化体验,服务客户包括汽车、运输、食品包装,化工、制药行业、移动机械、内部物流或包装等全国各行业。


作为第一批在国内投资设立全资公司的企业,图尔克率先将先进的欧洲自动化技术引入中国。据谷雨回顾到,1994年图尔克正式扎根中国,开启“零距离”服务国内用户的直销服务体系,2004年图尔克在天津西青开发区筹建集生产、销售和工程于一体的现代化厂房,并为客户提供定制化及工程工业服务,开启全方位服务中国客户的自动化进程。


在即将跨入中国的第三个十年间,为更大化地满足国内细分行业与区域的工业需求,图尔克中国公司分别在北京、上海、广州、武汉、沈阳、无锡、成都、西安等二十多个城市设立办事处,积累了为上万家国内客户提供专业的产品和服务的实际经验与案例。历经近30年的稳健发展,集生产、销售、系统集成、工程服务为一体的图尔克中国公司,已逐步发展成为图尔克集团在亚太地区的生产及销售中心。


伴随国内设备产线用户不断提升安全意识,安全PLC、安全总线、安全光栅等工业安全类光电传感器设备不断完善。展望未来,谷雨表示图尔克也将进一步扩大本土化措施,将更多传感器、总线线缆、TBIL分线盒等产品实现本地国产化生产与制造,凭借先进的生产技术、丰富的全系列产品的研发、和遍布全球的销售服务网络所积累的行业经验,通过高效而标准化的产品,提供量身定制的自动化解决方案。


结 语


2023年以来,在终端市场需求疲软以及全球产业链重构等因素的综合影响下,整体企业的生存压力增大,行业“内卷”现象加剧,谷雨表示在低迷的全球经济环境下,图尔克也无法避免地面临客户端需求下降,客户退单退货等实际难题。基于此,图尔克根据客户需求,改进产品性能,优化产品结构等方式帮助企业用户降低采购、库存、安装成本,并提升运营安全性,将更多德国高端技术与产品推向国内市场,助力向高端制造迈进。






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