图尔克应用案例分享 | 安全的楼梯生产

发布日期：2019年10月18日 15:27:37

    图尔克通过广泛的自动化系统在Qing的阿纳姆总部展示出真正的解决方案专业知识。图尔克专家在开发项目的早期就参与进来，因此在设计阶段就为客户提出正确自动化理念的建议。选定以太网方案后，图尔克提供了正确的传感器、现场总线和连接部件等。

  “Qing是一家与众不同的工程设计咨询公司。”毕竟，所有希望在互联网上展示自己的人都需要表现得有些与众不同。Qing的咨询师包括项目经理和工程师，主要为食品和包装行业的工业自动化、特殊机器制造和能源领域提供各种创新和可持续的解决方案。他们还认为工作应充满乐趣，并且在与客户的互动中也应体现出这一点。“现在大约有80个Qing人。”项目经理Marc Salemink在聊到总部以及办事处的员工数量不断增加时开玩笑地说道。

TBEN-S I/O模块通过Profinet将所有信号发送至控制器

    过去20多周里，Salemink及其团队致力于为一家荷兰楼梯和脚手架制造商设计一种新机器。该机器可以生产能够稳定脚手架的横杆。横杆由中空的铝型材组成，两端带有可以固定的端盖，可以和其他脚手架杆联锁。楼梯制造商想要将库存备件数量尽可能少，所以希望在新机器中使用图尔克传感器。这就是项目开始时合作双方联系的由来。

    十年前，Qing的前身公司已经建造了一种类似的机器。该机器采用点对点接线，几乎没有任何安全功能。“如今的技术已经大步飞跃了，新机器必须采用最先进的技术。”Salemink解释道。最初机器的机械结构仍可以大部分沿用下来。然而，少数地方需要重新设计，因为该机器的横杆质量不是百分百令人满意。

    Qing应客户要求，在机器规划阶段就联系图尔克了。“我们起初只谈论早先使用的设备上的图尔克传感器。但是很快就开始讨论此次机器要使用的正确自动化理念。图尔克提出了三种情形，并对它们进行了比较：一种是点对点的机器接线，一种是基于以太网的选项，一种是基于IO-Link的选项。”Salemink在描述咨询过程时说道：“我们决定使用以太网设计，它对于我们规划的机器而言具有现代性、价格和性能的最佳平衡。”

Q20EQ7红外传感器检测两根管道之间的连接点

省时的以太网连接

    当今，许多传统的传感器和执行器都使用图尔克的超紧凑TBEN-S I/O模块直接在现场连接。只需使用两条电缆连接到控制柜，一条用于信号传输，一条用于电源连接。旧机器全部采用点对点连接。Qing早先使用无源接线盒，但是需要在控制柜单独接线。这会占用很多时间，而新机器有更多的传感器，因此花费的时间会更多。“尽管有源I/O模块比无源I/O模块更贵，但前者只需连接至Siemens控制器的Profibus端口，因此PLC端的输入卡成本大幅降低。集成至TiA门户、控制器编程环境极为简单。可以将设备保存在目录中，以后只需选择即可。其他模块参数也可以设置，无需编程。”Salemink补充道。

机器理念

    机器通过三个并行运行的生产步骤生产横杆。第一步是对管道去毛刺，以保证统一的质量以及管端的对齐。第二步是刻印序列号。第三步机器从左右到右定位铝支架，并以80 bar的压力将它们挤压到铝型材中。机器每分钟生产5根管道，每12秒生产1个成品横杆。可以生产1米到4米长的管道。

    在第一步中，光学传感器检测两根管道连接点的位置， 以便引导其中一根管道到下一工位。为此，Qing使用了Q20EQ7红外传感器。这些传感器的开关窗口有助于检测两根管道之间的间隙并相应执行开关操作。

系统解决方案

    图尔克在项目早期就参与进来，提供了系统的解决方案。“我们切实地体会到了雪球效应。”Salemink解释道，“我们最先只考虑了传感器。然而随着进一步的合作，我们之后还使用了其他产品，包括指示灯、接插件、I/O模块以及安全控制器。”

    使用SC26-2安全控制器对Qing来说是全新体验。早前，该机器建造商需要通过继电器实现很多安全功能。这些要求对新机器而言很复杂。最后，总共安装了7个安全门开关、1个光幕以及1个急停按钮。当机器生产出成品时，光幕必须临时停用并“屏蔽”。这项功能以及其他类似功能可以在安全控制器中配置实现。

Bi4-M12-AP6X传感器在检测到铝管时执行开关操作

安全控制器控制安全设备

   “这是我编程过的第一个安全控制器。”负责项目安全和PLC编程的Enrico van de Vliert说道：“如果你编程过正常PLC，那么编程安全PLC就完全没问题。”它们设计简单，并同样使用功能块来连接安全输入和安全输出。功能块支持选择布尔运算符来精确定义特定条件。

    模块还拥有一定的智能来核实安全应用的逻辑。“然而，这无法阻止编程不安全的设置。”van deVliert说道。安全专家必须完成最终的设置并相应检查。“软件非常简单，但你需要开发一种内在的安全理念。而这会缩短在控制器实施该理念的时间。”

不合格率低的优化机器

    尽管机器比早先的版本运行得明显更快，它同时还更可靠、错误率更低。以后，制造商在生产脚手架横杆时不合格率会更低。参与过第一代机器建造的Qing所做的优化工作也是其中的关键。在第一代机器中，管道通过液压定位，以便通过导轨滑出机器。这会导致管道偶尔损坏，因为液压系统无法像电机一样平滑地加减速。如今，Qing使用电动直线驱动器克服了这一问题，现在控制可以更加精确。

整体理念的优势

    在自动化市场，图尔克产品组合的范围相当少见。“很庆幸我们遇到了这样一个‘一站式车间’。”项目经理Salemink说道：“我们希望找到一家制造商就能满足我们的所有需求， 而不是两家或是三家。”图尔克提出的建议让Qing印象深刻，Salemink及其同事对此都非常满意，并期待未来在其他项目中同图尔克合作。“除非客户有其他要求，否则我们期待未来与图尔克有更多合作。”