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感測器、控制器及致動器須整合式操作

  • 魏君頤

Pilz自動化系統示意圖。
Pilz自動化系統示意圖。

以往將機械安全性與E-STOP功能劃上等號,將規範條件的可能解決方案結合安全性任務及聯合應用知識的新技術解決方案,可增加機械生產力並符合可用性要求。唯有透過感測器、控制器及致動器科技的整合式操作才能達到彈性、動態的安全性。

只要人體與機器一起工作,機器就有可能會引發危險活動。安全性的主要特色具備兩極事端,例如,操作緊急停止裝置、開啟安全閘門或中斷光柵等。直至今日,許多機械設備及機器的安全性設計概念為一旦進入保護區,則可關閉所有驅動系統的電源而毋須關閉整個機械設備。由於機械設備的自動化與連結層級逐漸增加,因此機器、流程及安全技術的功能要求逐漸興起。
 
隨著生產力持續增加,因此可在機械設備內特定的偵測區運行,而不會干擾整個生產流程;若強硬關閉機器電源通常會在日後造成許多缺點,包括生產力降低、衍生更複雜的重新程序分配步驟而延長停機時間或機器操作與維護概念的限制。

安全性不可單獨視之

製造業的特色為機械設備的製程自動化且彼此相互連結的程度增加。因此,安全性不可單獨視之,安全性變成機械設備整體功能及成本分析中的重要元素。在整體機器生命週期評估中,停止與檢查期間所扮演的角色日益重要。

由於所有上述要求,動態安全性的需求日益增加;換句話說,能調整安全性功能,變更保護要求使其具有更大彈性。安全性本身也會有所改變,與其說它是個產品,不如說是具備跨裝置的功能。

標準及安全性的控制系統

目前正在使用可程式控制的安全性系統,可透過軟體設置邏輯及各項功能。比起固定公能的安全性繼電器更具有彈性。,為確保程式清楚且可理解,大多數系統中的指示有限,可用編輯器的數量亦是。目前為止,因為機械設備與機器僅進行簡單的安全性任務,因此並沒有造成問題。

然而,安全技術與整體流程中個別元件的關係日益複雜。可程式控制安全系統必須能安全地記錄、處理及輸出複雜測量而得的變數,例如速度設定,不僅會影響感測器?致動器所使用的介面,也會增加處理邏輯功能的新要求。
 
最終,安全控制科技會改變自動化的世界。不僅務必要確保機器的安全,還需具備可用性及高生產力。也許能成功開發出可程式化邏輯控制器及可程式化控制安全系統,但如今的市場趨勢為將標準及安全性兩個區域結合為一個控制解決方案。Pilz的自動化系統PSS 4000 可讓您以同樣的方法建立包含標準及安全性任務的自動化解決方案,方便使用者操作。

STL(結構化文字語言)的程式編輯器為最新發展的系統之一。PAS STL作為IEC 61131-3編輯器的新成員,Pilz可以相同的標準針對安全性相關及標準功能全體進行一致性地編輯。利用STL編輯器,我們首次可解決SIL3的安全性任務。

全方位方法的效益

結合標準、產品及應用程式的知識可產生安全自動化的系統解決方案,其中可透過個別子系統互動的方式協調功能。自動化系統PSS 4000為一範例,說明安全性及控制功能間的界線為何變得日益模糊。 很少有使用者要求清楚的區隔,但使用者很重視是否有回饋以及區域間責任的清楚劃分。安全性為整個機械設備及機器功能中不可或缺的一部分,因此在最初就務必須將其納入考量,安全控制科技代表沒有比讓控制功能變得安全更重要的事。