基于安全PLC的机械压力机控制系统设计

封 峰，洪 磊，沈 浩

(扬力集团股份有限公司，江苏 扬州 225127)

基于安全PLC的机械压力机控制系统设计

封 峰，洪 磊，沈 浩

(扬力集团股份有限公司，江苏 扬州 225127)

本文介绍了一种基于安全PLC的机械压力机控制系统，该系统由PILZ公司的PNOZmulti系列可编程安全控制器、OMRON公司CP1E系列PLC及安全开关等安全器件构成，符合我国最新的GB27607-2011《机械压力机安全技术要求》。

机械压力机；控制系统；PLC；GB27607-2011

机械压力机作为一种通用机械加工设备，广泛应用于家电、五金、电子、汽车、航天等工业领域。压力机工作中，其较快的冲压速度容易造成人身伤害，具有一定危险性。目前，机械压力机普遍采用PLC作为控制系统的核心元器件，其输入输出点安全等级很低，在故障状态下无法保证压力机的动作安全性。

为使我国的机械压力机安全性能进一步提高，达到欧美国家的标准，我国实施了GB27607-2011《机械压力机安全技术要求》，对机械压力机的安全进行了规范。

1 控制系统特点

为使压力机控制系统符合最新国家标准要求，必须采用可靠的、通过安全认证的、达到高安全等级的元器件，组成安全保护系统，实现对加工机械的安全功能的安全控制。电气设备故障或干扰可能引发危险或损坏机械和加工件时，应采取适当措施以减少危险的可能性。所需的措施及其实现，无论单独或结合使用，均依赖于有关应用的风险评价等级，必须采用成熟的电路技术和元件、冗余技术和相异技术、功能测试，以减低故障情况下的风险。

我们选择PILZ公司PNOZmulti系列可编程安全控制器,其具有以下优点：①通过反馈回路的使用，严格符合欧洲安全标准，可达到高安全等级；②PNOZ multi具有高性价比，配置简单；③强大的诊断功能，可方便快捷地进行系统维护；⑥认证齐全，带有CE认证。

PNOZmulti是一个多功能、可自由配置的模块化安全系统。PNOZmulti的安全电路可以在PC机上使用图形配置工具轻松生成。多达14个不同的安全功能可以在基本单元内使用。PNOZ m2p模块带有20个输入点，4个晶体管输出，2个继电器输出，并且具有输入输出扩展功能。

2 控制系统安全功能

针对机械压力机产品，我们的方案满足压机标准GB27607-2011的要求，其内置的压力机操作模式选择模块、压力机旋转凸轮监控模块及压力机光幕设定模块能够对压力机的运行状态进行安全监控。离合制动的安全双联阀受到PNOZ m2p的控制，急停按钮、光幕、安全门等安全元器件通过用户自定义的逻辑进行编程，出现危险状况时输出可及时切断电机接触器、安全阀，从而使压力机可安全停机。控制所需的一些标准信号，如启动、停止信号等，将通过本身自带的串口和OMRON CP1E通讯实现。

3 控制系统组成

在本机械压力机安全控制系统中，主要使用了PNOZ M2P可编程安全控制器、安全输入扩展模块PNOZ mi1p(具有8个数字量安全输入点，用于扩展系统输入)、OMRON CP1E-60MR可编程控制器、串口扩展板CP1W-CIF11及通讯电缆，系统中如表1所列安全输入及安全输出均接至PNOZ M2P可编程安全控制器,超负荷、气压、计数控制、润滑控制等非安全输出输出点接至OMRON CP1E-60MR可编程控制器。压力机的主要动作由PNOZ M2P可编程安全控制器控制，PNOZ M2P可编程安全控制器和CP1E-60MR可编程控制器之间通过RS485串口通讯，将相关控制信号互相传送。

OMRON CP1E-60MR系列PLC通过CP1WCIF11模块实现串口通讯。

表1 安全输入输出元器件

(1)CP1E设定：主要设定Port2为Serial-Gateway功能，通信波特率 9600；格式为8，1，N；RS-232C模式。

(2)CP1W-CIF11开关设定：1=ON(终端电阻)；2，3=ON(RS485方式)；5=ON(不要 echo back数据)；6=ON(RS485方式)。

4 结束语

该安全控制系统已在我公司主要机型上进行生产调试，并经过了半个月的试生产应用，对系统程序等进行调整和修改，压力机可正常运行，安全性能符合GB27607-2011《机械压力机安全技术要求》，并通过了相关部门的检测和鉴定，系统运行十分稳定。

综上所述，该安全控制系统使压力机安全性能达到国家最新标准要求，最大程度上保障了机床操作人员的安全。

[1] 沈 岚.压力机械的安全保护装置的现状[J].锻压装备与制造技术，2005，40(2)：51-54.

[2] 张兰军，王玉山.浅谈大型机械压力机主要功能部件[J].锻压装备与制造技术，2008，43(4)：18-20.

[3]GB27607-2011，机械压力机安全技术要求[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，工程师，从事机床电气系统设计。E-mail：10220205@qq.com