特性工业4.0与智能制造机器及操作人员安全
你们的安全系统策略是什么?

安全系统对于保护机架和其他工人免受危险机器运动的保护。

机器安全技术的另一个不太明显的好处是，它有助于提高整体设备效率(OEE)。制造商开始利用他们的安全系统的能力，以帮助保持机器运行，并降低意外停机的频率。

构成工业物联网(IIoT)一部分的技术是使用安全系统增强OEE趋势背后的推动力，因为它们减少了布线，简化了故障排除，并有助于收集机器数据。

事实证明，制造商正在采用这些技术以两种看似相反的方式采用这些技术：要么创建模块化安全系统，可以在单一的全包安全解决方案下提高灵活性或带来整个工厂的机械。

有些公司寻求实现两全其美的佼佼者。

使用IIOT-Unhanced Machine Safety进行设备可用性

传统的机器安全技术要求机器上的所有安全装置都以单独连接回安全控制器，从而创建各种潜在的故障点。在这种情况下，错误的连接可能会对系统产生错误，这会导致耗时的故障排除活动。

通过使用IIOT安全网络，制造商可以减少布线要求并获得重要的诊断信息。钢丝总数的减少还简化了安装和降低成本。

接线的减少和产生的灵活性和数据收集的改善促使制造商采用策略，从IIOT安全应用中获得最大价值。

根据其特定的商业模式，公司可以选择集中控制以简化硬件，并优化使用来自智能传感器和其他联网设备的数据，或者可以将灵活性置于模块化系统中。

集中安全系统的案例

一些制造商目前正在构建全面的安全解决方案，只需一个可编程逻辑控制器（PLC）和一个用于整个生产线的一个安全控制器。

当有多个安全控制器时，安全计划中的变化和错误有更多的机会。每个控制器可能会从下一步略有不同的方式编程，延迟故障排除。

这使它们集中控制了与安全相关数据，简化了故障排除和降低了硬件和培训要求。例如，在汽车行业中，一些制造商现在正在一个PLC和一个安全控制器的焊接线上带来整个机器人，而它们用于每个子线的PLC和安全控制器。

这些大型安全系统通过更容易地找到“单一真相来源”(即故障导致计划外停机的根本原因)，从而缩短了故障排除时间。

当有多个安全控制器时，安全计划中的变化和错误有更多的机会。每个控制器可能会从下一步略有不同的方式编程，延迟故障排除。

模块化安全系统的情况

在特定机器周围定义的传统安全保护不允许妨碍较大。在过去，当制造商将建立一个流程线并期望在未来20年左右运行它时，这一策略效果很好。

如今，公司正在生产较小的批次，以满足对各种定制产品的需求。

转向工业物联网解决方案为机器可配置性提供了更多选择，并允许根据生产线上的特定产品自动更改诸如静音区和机器人工作信封等内容。

这种需求导致制造商寻求将较小的安全系统纳入一个特定的细胞或一块设备，这些趋势可以仍然可以与较大的植物宽系统网络。

基本上，他们希望根据需要将模块化安全件插在一起，以满足灵活的制造需求。安全网络和智能安全设备很大程度上促进了这种趋势。

这种需求导致制造商寻求将较小的安全系统纳入一个特定的细胞或一块设备，这些趋势可以仍然可以与较大的植物宽系统网络。

使用安全网络和工业物联网设备，制造商在重新配置生产线时，不再需要费力地重新布线每个安全设备，然后手动重新编写安全程序。

相反，他们可以简单地将设备和子系统连接到本地安全网络。一些自动化供应商能够自动检测网络安全设备，并提供在安全plc上自动创建安全程序的能力。生产线的重新配置只需点击几下鼠标即可完成。

我们的目标是两全其美

在模块化方法和集中方法之间选择通常与制造商渴望的灵活性有关。对于需要高度可变线的合同制造商和包装器，通过定期进行重冷或重新配置，模块化方法最佳。

另一方面，大型汽车OEMs往往可以从集中方法中受益了几年的时间。

一些大型OEM正在尝试实现模块化和集中安全的组合，最大限度地提高了既有灵活性和数据不可能的数据。返回焊接线示例，这将涉及为包含多个机器人的整个线路具有单个PLC - 让我们说100左右 - 同时保留在必要时与系统的一部分工作。

The centralized computing system would allow them to visualize all the goings-on in that 100-robot system, and when something goes down, they’d be able to delineate the hazard zones of the system and allow specific portions of the line to continue running while troubleshooting the affected area.

目前工业物联网的一些发展支持这两种策略，甚至有助于实现“两全之”的理想。无论制造商使用的是集中式安全系统还是模块化安全系统，对整个系统使用单一集成开发环境都是一个强有力的策略，这要归功于上面讨论的“单一来源”概念。

目前工业物联网的一些发展支持这两种策略，甚至有助于实现“两全之”的理想。

单个集成开发环境(IDE)可以收集和监控安全数据，定义必要的安全措施，并为整个系统提供可见性，而不管其灵活性的程度如何。

此外，安全编程软件的进步已经引起自动化程序验证，这基本上是一种“真理表”功能，该功能确认了安全程序的设计意图是否已经满足。该计划核查提供了展示尽职调查和“在环境中的每一项预防措施”的关键步骤，以保护工人 - 加拿大雇主的立法职责。

最终，安全系统中的IIT技术有助于简化安装和维护，最大限度地减少潜在的故障点，并减少故障排除所需的努力量。如果制造商倾向于灵活，模块化系统或更集中的，这些益处都在触及范围内。

复杂的数据收集和易于重新配置在任何应用中都在方便，无论是高混合，低批量生产线还是高吞吐量，单产品。

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Michael Joaquin, P. Eng, Pam Horbacovsky Klancewicz, FS工程师(TÜV Rheinland)和Todd Mason-Darnell博士分别是欧姆龙自动化公司的安全服务专家、安全产品经理和服务和安全市场经理。

本文最初出现在10月2020年10月的制造自动化问题。阅读数字版这里．