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1、施耐德基于XPSMC的机械式压力机平安解决方案施耐德基于XPSMC的机械式压力机平安解决方案yangliu导语：机械式压力机，俗称冲床，是通过凸轮机构将电动机旋转运动转换为滑块直线往复运动、进而对坯料进展成形加工的锻压机械。一、概述机械式压力机，俗称冲床，是通过凸轮机构将电动机旋转运动转换为滑块直线往复运动、进而对坯料进展成形加工的锻压机械。为了保证滑块在冲压时有足够的压力，一般要求滑块必须停顿于上死点位置。同时，由于在锻压经过中滑块产生的作用力非常大，所以机械式压力机工作时，必须保证工作人员身体的任何一个部位都不可以接近压力机工作区。为防止危险动作可能造成的人身伤害，在机械压力机的四周，通常
2、会装有各种平安设备，如：双手操纵台、平安光幕、脚踏开关等，由这些平安设备发出的指令来控制压力机。欧标EN692和机标JB3350-93都要求对压力机的功能实现平安监控。该类监控传统上可以采用施耐德专用XPS平安模块来实现，通常一个平安模块能监控一个平安功能。压力机的平安监控必须使用多个模块，导致排线繁复，安装不便，故障排除困难。施耐德新推出的XPSMC系列平安控制器可以同时监控多种平安功能的，其一体化的解决方案大大简化了压力机制造商的平安应用。二、XPSMC简介align=center图1：XPMCS/alignXPSMC系列平安控制器可同时监控多种平安功能，带有16或者32个输入，8个独立的
3、平安输出6个固态平安输出+22个继电器输出。与机械式压力机相关的主要的平安功能有：上死点平安停顿及超行程监控曲轴制动角制动时间监控双手控制监控平安光幕检测双联平安阀监控断轴监控等三、压力机的根本原理在介绍机械式压力机平安解决方案之前，我们有必要理解其根本工作原理。如下列图所示，压力机通过与凸轮相连的硬杆，将飞轮的旋转运动变为直线运动。align=center图2：压力机原理图/alignTDC：上死点，压力机的停顿点。BDC：下死点。凸轮正转顺时针时，滑块就在上死点和下死点之间往返动作。停顿命令给出后，要求滑块必须停顿于上死点最多超程量为上图中所示的S。四、XPSMC的平安监控功能XPSMC平
4、安控制器通过2个凸轮驱动的限位开关来检测曲轴的整个工作周期、保证压力机滑块停在一个非危险的位置。我们分步解析如下：1在接近停顿周期的最后阶段，连杆的上端在到达A点后，XPSMC即启动停顿行程，机构缓缓动作，最后在到达上死点时完全停顿。在上死点之后，允许的最大超程角度为10。XPSMC能立即检测出超程情况的发生。此时必须选择单次形式使模块回到上死点处，同时，制止下一个周期的启动。2监控连杆机构在一个周期运行中的危险阶段。当连杆的上端位于上死点0和C点约TDC后的150之间，假如平安光幕监测任何对工作区的入侵，XPSMC控制器即时给出停顿命令，使压力机立即停顿运行。假设停顿命令在平安点C点之后给出
5、，压力机那么完成此次下压并回到上死点。如下列图所示，凸轮的几个关键位置由限位开关来检测，凸轮片1与限位开关OTS相连；凸轮片2与限位开关UN相连出于平安考虑，限位开关必须位于不同的凸轮片上。align=center图3：控制凸轮示意图/align1停顿区域2危险区域滑块下压时3非危险区域滑块上行时S允许的超程量A触发停顿命令点B超过允许超程量的临界点假设在B点以后下达停顿命令，压力机将被锁住C承受点，一旦连杆上端超过此点，它就会完成此次下压周期并且最后停顿在上死点。五、基于XPSMC的机械压力机的平安解决方案根据实际消费中的平安需要，XPSMC提供了以下四种预制的操纵形式：调整形式、单次形式、
6、连续形式和连续自动形式。需要讲明的是，在这四个形式中，启动命令都是由双手操纵台给出。而停顿命令既可能由双手操纵台给出，也有可能和其它的平安产品相关联，如：平安光幕、平安门等。调整形式在此形式下，OTS、UN、PSV1和PVS2阀状态检测传感器都不起监控作用。阀的输出仅和双手控制台按钮的状态有关，无论此时滑块处于什么位置，都有：当双手控制台的两个蘑菇头按钮同时被按下并保持按下状态时，阀的输出为高电平，表现为滑块运动；当有一个蘑菇头按钮松开或者两个蘑菇头按钮都松开的时候，阀的输出为低电平，表现为滑块静止。单次形式在此形式下，压力机只能完成一次下压经过，而不能连续下压两次。阀的输出不仅和双手控制台的
7、按钮状态有关，同时也受限位开关OTS、UN的控制：当双手控制台的两个蘑菇头按钮同时被按下并保持按下状态时，阀的输出为高电平，表现为滑块运动；一旦压力机完成了一次下压的经过，无论按钮松开与否，只要OTS限位开关到达凸轮1的A1点或者UN限位开关到达凸轮2的A2点从未触发状态到触发状态时，即启动停顿行程，阀的输出为低电平，表现为滑块缓慢停顿运行，最后停顿于上死点TDC处。当双手控制台的两个按钮都被松开、输入复位后再次同时被按下时，那么滑块重复上述经过。连续形式在此形式下，阀的输出不仅和双手控制台的按钮状态有关，同时也受限位开关OTS、UN的控制：当双手控制台的两个蘑菇头按钮同时被按下并保持按下状态
8、时，伐的输出为高电平，表现为滑块运动，压力机连续不断地进展下压工作；当有一个蘑菇头按钮松开或者两个蘑菇头按钮都松开时，伐的输出仍为高电平，压力机完成此次下压经过。当OTS限位开关到达凸轮1上的A1点或者UN限位开关到达凸轮2上的A2点时，伐的输出由高点平转为低电平，表现为滑块逐渐停顿运动，最后停顿于上死点处。输入复位后、双手控制台的两个按钮再次被同时按下时，滑块重复上述经过。连续自动形式在此形式下，阀的输出受以下三个因素影响：-双手控制台的按钮；-限位开关OTS、UN状态；-其它平安保护装置的状态。其运行规律为：当双手控制台的两个蘑菇头按钮同时被按下后无论保持按下状态或者是松开，阀的输出为高电平，表现为滑块运动，压力机连续不断地进展下压工作；1当连杆顶端位于B点和C点之间时，人为按下停顿按钮或者其它平安保护装置被触发如平安光幕的光束被阻断，阀的输出立即变为低电平，压力机被锁住并且下一个周期也被制止，表现为滑块立即停顿动作。2当连杆顶端位于C点和A点之间时，人为按下停顿按钮或者其它平安保护装置被触发，压力机将完成此次下压经过，当OTS限位开关到达凸轮1上的A1点或者UN限位开关到达凸轮2上的A2点时，伐的输出由高点平转为低电平，滑块逐渐停顿运动，最后停顿于上死点处。输入复位后、双手控制台的两个按钮再次被同时按下时，滑块重复上述经过。align=center图4：连续自动形式时序图