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图尔克IP67 IO-Link技术和安全I/O理念如何实现安全的模块化

发布时间: 2020-05-30  点击次数: 430次

模块化带来灵活性并节省成本

AWL设立的标准则是一系列产品的名称:MLine既代表模块化产品系列,又代表包含各个模块的生产线。每个模块的外壳是矩形钢制框架,该框架经过设计以便安装在符合ISO标准的容器内。这可以为运输和调试设备节省时间和成本。由于模块化设备可以使用合适的叉车在厂房内进行重新布置,因此客户也可在未来轻松对系统进行扩展或转换。

Lyla操作面板系统可采集和评估不同机器的数据,从而监测机器的运行和性能
模块化需要标准

除了基本框架外,AWL还定义了建造M-Line的3个核心模块类型:一个是操作模块,方便用户插入组件和启动进程;一个是分析模块,包括转台和其他处理工件的装置;一个是加工模块,可以配合焊接机器人或机床等对工件进行加工。
目标:清空控制柜

图尔克的多协议以太网IO模块为AWL提供了帮助,不论客户偏好使用Profinet还是Ethernet/IP控制器都可以在每个M-Line模块上使用相同的IO模块。Kooij表示:“我们想要有尽可能多的标准化组件,以及在很大程度上的标准化控制柜。理想情况下,我们希望未来控制柜中只有PLC和电源。虽然还未达成该目标,但AWL模块控制柜内现在已经腾出很多空间。图尔克IP67混合型安全I/O模块在此发挥了重要作用,它同时提供了普通信号和安全信号。
采用可扩展安全技术的IP67 IO-Link安全I/O

AWL对图尔克的模块化IP67 IO-Link安*方案印象深刻:该解决方案的核心是TBPN混合安全I/O模块。TBPN带内置的安全控制器,可通过Profinet上的PROFIsafe与PLC通信。该模块包含4个安全I/O、2个常规数字I/O和2个IO-Link端口。TBSB安全关断箱与其中一个安全I/O连接,可以在严重情况下安全断开执行器电压V2。

由于所有模块的电源都通过安全关断箱来提供,这确保了在紧急停机等情况下不会为任何执行器提供电源,且机器的任何部件都不会移动。而传感器则通过V1供电,则保持连通状态。这样,控制器可以一直监测设备的状态。焊帽切割机的传感器和执行器与I/O集线器进行连接,并与图尔克的TBEN-L-8IOL IO-Link主站通信。

该IP67主站模块提供4个符合Class A标准的IO-Link端口以及4个符合Class B标准的IO-Link端口,从而将传感器电压 (V1) 与执行器的电压 (V2) 隔离开。因此,电源的断开同样通过IO-Link来实现。AWL已经在美国的类似项目上使用了图尔克的TBIP模块。该模块与TBPN的硬件类似,但是使用EtherNet/IP和CIP-Safety通信。

 

模块的整个安全技术通过TBPN(左下)运行。
IO-Link master(中下)通过安全箱( 中) 供电,从而确保在紧急情况下关闭Class B端口上的所有执行器

 

传感器/执行器电压的电隔离

其他制造商也声称有能隔离V1和V2的模块。然而,经过仔细鉴定便可以发现其所谓的“隔离”并不彻底,例如V1和V2会共用负极。”硬件工程师vanKooij解释道。若发生短路,是不被允许的。而这一简单的隔离故障就足以使整个安*方案失去作用,原因之一就是无法确保彻底的电气隔离。

清空控制柜:借助分布式I/O理念,模块化机器的控制柜腾出了大量空间

 

IO-Link加快标准化

使用IP67的安全产品和I/O集线器的解决方案为AWL节省了很多接线工作。作为IO-Link设备,集线器使用IO-Link协议将执行器和传感器的数字信号传输至IO-Link主站,然后IO-Link主站通过以太网进一步将信号发送至控制器。对于van Kooij和Varwijk来说,另一个原因是双向接口加快了M-Line的标准化。通过三线制电缆的信号传输消除了对特殊屏蔽电缆和电缆的需要。IO-Link还确保了更高的机器可用性:Lyla操作面板系统是M-Line的一部分,它可采集IO-LINK诊断数据和评估不同机器的数据,从而监测机器的运行和性能。

 

理想的自动化合作伙伴

AWL为一家德国汽车制造商及其供应商,建造了新一代M-Line机器。除了IP67理念外,该荷兰公司还看重图尔克是一家化的自动化合作伙伴,能够在美国、墨西哥、中国和欧洲为其汽车项目提供同样的解决方案。“我们需要同样能满足我们化需要的合作伙伴,图尔克正是我们的理想选择。”Matthi jsVarwijk总结道。

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