在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，故障的發(fā)生可能會(huì)對(duì)生產(chǎn)線和工作人員造成嚴(yán)重的損失和傷害。為了保障生產(chǎn)過(guò)程的安全和穩(wěn)定，故障安全模塊作為一種用于監(jiān)控和控制設(shè)備工作狀態(tài)的重要裝置，它能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況，并在發(fā)現(xiàn)故障或異常情況時(shí)采取相應(yīng)的措施，防止事故的發(fā)生，已成為工廠自動(dòng)化中不可或缺的一部分。

圖爾克作為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的專家，具備眾多世界領(lǐng)先的創(chuàng)新產(chǎn)品與技術(shù)，故障安全類現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備就是其中的代表性產(chǎn)品之一。近期，《直驅(qū)與傳動(dòng)》雜志采訪到圖爾克現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理谷雨，請(qǐng)他從國(guó)內(nèi)產(chǎn)線故障安全領(lǐng)域所遭遇的瓶頸、圖爾克故障安全解決方案的性能優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用、以及公司發(fā)展進(jìn)程與未來(lái)規(guī)劃等方面進(jìn)行分析與解讀。

圖爾克現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理 谷雨

國(guó)內(nèi)自動(dòng)化產(chǎn)線，故障安全瓶頸凸顯

長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，企業(yè)通過(guò)降本增效，優(yōu)化投資回報(bào)體系，實(shí)現(xiàn)資金的最優(yōu)配置，是其可持續(xù)發(fā)展的重要運(yùn)營(yíng)模式與工具。在談到故障安全領(lǐng)域，大多數(shù)企業(yè)用戶所遭遇的困境與需求點(diǎn)時(shí)，谷雨分析到國(guó)內(nèi)產(chǎn)線普遍存在“安全設(shè)備分散，需要長(zhǎng)距離布線到控制柜 ，改造工位增加安全設(shè)備或者安全點(diǎn)數(shù)較少情況下，故障安全PLC性價(jià)比低，安全繼電器接線復(fù)雜，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯”等諸多困境。

結(jié)合自動(dòng)化產(chǎn)線實(shí)際技術(shù)場(chǎng)合與現(xiàn)狀，谷雨進(jìn)一步闡述到以往故障安全類產(chǎn)品存在以下四方面應(yīng)用瓶頸：

首先是機(jī)柜建設(shè)成本高。盡管包括以太網(wǎng)在內(nèi)的不同現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)都帶有安全選項(xiàng)，但在控制柜中的絕大多數(shù)組件都采用IP20預(yù)設(shè)。因此眾多客戶不得不將安全相關(guān)傳感器和執(zhí)行器的所有信號(hào)走線到控制柜或子配電單元內(nèi)，再接到I/O模塊，這對(duì)機(jī)柜建設(shè)增加了成本。

其次是安全設(shè)備分散、且需要長(zhǎng)距離布線?？蛻衄F(xiàn)場(chǎng)總是同時(shí)出現(xiàn)大量不同的標(biāo)準(zhǔn)和安全信號(hào)，且沒(méi)有控制器同時(shí)引入兩種信號(hào)，安全信號(hào)必須緊隨標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)引入控制器，為此客戶只能以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的布線或單獨(dú)安全控制器的替代方案，需要大量布線。

再次是改造工位增加安全設(shè)備或者安全點(diǎn)數(shù)較少情況下，備貨成本高。在非常多的應(yīng)用中，某個(gè)工位會(huì)存在大量標(biāo)準(zhǔn)I/O信號(hào)，安全信號(hào)數(shù)量很少且非常分布地存在，客戶只能同時(shí)采購(gòu)純標(biāo)準(zhǔn)模塊和安全模塊。

即便如此，雙重的采購(gòu)成本也沒(méi)有得到充分發(fā)揮，客戶現(xiàn)場(chǎng)的安全I(xiàn)O和普通IO獨(dú)立配置的，導(dǎo)致每個(gè)IO模塊上都可能出現(xiàn)未使用的端口，每個(gè)模塊都存在一些被浪費(fèi)的通道。

最后是實(shí)現(xiàn)故障安全PLC性價(jià)比低。在傳統(tǒng)的CIP Safety和PROFIsafe 應(yīng)用中，需要在系統(tǒng)中使用價(jià)格昂貴的安全型PLC，甚至在編寫安全控制程序時(shí)，還需要安全軟件及其成本較高的軟件授權(quán);此外對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，安全PLC 功能非常強(qiáng)大，適合相對(duì)比較復(fù)雜安全程序。如果僅僅需要非常簡(jiǎn)單的安全邏輯控制，在系統(tǒng)中使用安全PLC 雖然可以滿足要求，但是增加其較高的成本卻只是使用很少的功能，未免造成投資和回報(bào)的不成比例。

創(chuàng)新產(chǎn)品助力優(yōu)化投資回報(bào)

針對(duì)以上痛點(diǎn)與難點(diǎn)，谷雨介紹到圖爾克的混合型故障安全模塊 TBPN 和 TBIP分別用于 EtherNet/IP的 CIPSafety 以及 Profinet—Profisafe，該款混合型故障安全模塊為首款將標(biāo)準(zhǔn)IO和安全I(xiàn)O輸出，創(chuàng)新地集成到同一模塊的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品，可以靈活地適應(yīng)機(jī)器的實(shí)際信號(hào)要求，也可作為遠(yuǎn)程安全控制器使用。

安全功能還可以在不連接安全PLC的情況下進(jìn)行配置和測(cè)試，安全防護(hù)等級(jí)達(dá)IP65/IP67/IP69等，適用于嚴(yán)苛環(huán)境。通過(guò)圖爾克 Safety Configurator 軟件以圖形化的方式將編寫安全控制程序，并且該安全程序直接在TBPN/TBIP 模塊中運(yùn)行，即TBPN/TBIP 模塊作為一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)安裝的安全PLC 來(lái)使用，而無(wú)需投入較高的成本在系統(tǒng)中增加安全PLC 及其軟件，同時(shí)因?yàn)闇p少了在通訊網(wǎng)絡(luò)中信號(hào)的傳輸及時(shí)間，大大縮短了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，而這對(duì)于安全系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。

此外，混合型故障安全模塊可以實(shí)現(xiàn)分布式工廠和模塊化機(jī)器概念，使其可以在無(wú)需柜體防護(hù)的情況下，直接安裝在設(shè)備表面上。在安全方面 ，混合模塊提供兩個(gè)安全輸入，用于連接諸如安全光幕或者急停按鈕之類的安全傳感器 。兩個(gè)額外的安全通道可作為輸入或輸出。

在標(biāo)準(zhǔn)I/O側(cè)，連接非安全相關(guān)信號(hào)的四個(gè)通用輸入/輸出可切換至高達(dá)2A。此外，兩個(gè)I/O還可連接到IO-Link主端口，結(jié)合圖爾克的IO-Link分線盒，用戶可以連接多達(dá)32個(gè)額外的I/O。標(biāo)準(zhǔn)通道以及TBPN/TBIP的IO-Link通道可以在安全相關(guān)應(yīng)用中內(nèi)部斷開(kāi)，從而大大簡(jiǎn)化輔助驅(qū)動(dòng)器和電磁閥的接線。

圖爾克已經(jīng)開(kāi)發(fā)出強(qiáng)大的安全模塊，擴(kuò)展溫度范圍-40°-70°。混合模塊完善了圖爾克的安全產(chǎn)品組合 。除了具有 IP20和 IP67保護(hù)功能的安全I(xiàn)/O技術(shù)和緊湊型安全控制器 ，它還包括安全感應(yīng) ，磁性和電容接近開(kāi)關(guān) ，光幕，雙手控制器，緊急停止按鈕和安全位置開(kāi)關(guān)。

為了避免故障產(chǎn)生時(shí)所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失，圖爾克TBPN/TBIP模塊都配置了可插拔的記憶棒，如模塊需要更換，只需要拔出故障模塊中的記憶棒，再將記憶棒插入到新模塊中，通電后，配置數(shù)據(jù)會(huì)被自動(dòng)傳送到新模塊內(nèi)，無(wú)需任何更改，即可立刻恢復(fù)運(yùn)營(yíng)。

總體而言，圖爾克IP67故障安全模塊，集成內(nèi)部安全邏輯功能可與非故障安全PLC配合使用，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)就近安裝、減少布線、不增加故障安全PLC，從而不僅使客戶減少庫(kù)存成本、減少設(shè)備數(shù)量、簡(jiǎn)化客戶系統(tǒng)維護(hù)和檢修成本，同時(shí)這些產(chǎn)品還可以根據(jù)所處生產(chǎn)階段中自動(dòng)“配置”自己所需的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議進(jìn)行管理與監(jiān)測(cè)。

在具體應(yīng)用方面，谷雨談及汽車制造業(yè)中的相關(guān)設(shè)備供應(yīng)商，例如車體生產(chǎn)或機(jī)器人應(yīng)用環(huán)節(jié)，是圖爾克故障故障安全模塊的主要客戶群體。

事實(shí)上，故障安全技術(shù)已經(jīng)基本成為貫穿生產(chǎn)制造工藝的標(biāo)準(zhǔn)需求。圖爾克故障安全模塊支持PROFINET或Ethernet/IP通訊網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)在設(shè)備制造及工廠架構(gòu)(造紙機(jī)械、木工機(jī)械)，輸送及倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備以及物流系統(tǒng)等這類客戶的業(yè)務(wù)中取得了較大的成果。

憑借寬泛的工作溫度和高達(dá)IP69K的防護(hù)等級(jí)，這類產(chǎn)品同樣適用于移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域，例如旋轉(zhuǎn)塔吊起重機(jī)或建筑工程機(jī)械。盡管，這類設(shè)備中還廣泛應(yīng)用CANopen通訊，但是憑借通訊確定性技術(shù)，工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)逐漸成為這類設(shè)備的新常態(tài)應(yīng)用模式。

強(qiáng)化本地化制造與服務(wù)

長(zhǎng)期以來(lái)，圖爾克始終致力于成為智能傳感器技術(shù)和分布式自動(dòng)化理念推動(dòng)者的角色，確保相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)(從傳感器到云端)的可靠檢測(cè)、傳輸和處理，不僅提供靈活的I/O解決方案，還提供包括傳感器、現(xiàn)場(chǎng)總線、HMI、RFID、控制器、云、接插件和接口技術(shù)領(lǐng)域等在內(nèi)的設(shè)備硬件和相關(guān)軟件，并進(jìn)行針對(duì)性的模塊化設(shè)計(jì)與實(shí)施，為機(jī)器帶來(lái)智能化體驗(yàn)，服務(wù)客戶包括汽車、運(yùn)輸、食品包裝，化工、制藥行業(yè)、移動(dòng)機(jī)械、內(nèi)部物流或包裝等全國(guó)各行業(yè)。

作為第一批在國(guó)內(nèi)投資設(shè)立全資公司的企業(yè)，圖爾克率先將先進(jìn)的歐洲自動(dòng)化技術(shù)引入中國(guó)。據(jù)谷雨回顧到，1994年圖爾克正式扎根中國(guó)，開(kāi)啟“零距離”服務(wù)國(guó)內(nèi)用戶的直銷服務(wù)體系，2004年圖爾克在天津西青開(kāi)發(fā)區(qū)籌建集生產(chǎn)、銷售和工程于一體的現(xiàn)代化廠房，并為客戶提供定制化及工程工業(yè)服務(wù)，開(kāi)啟全方位服務(wù)中國(guó)客戶的自動(dòng)化進(jìn)程。

在即將跨入中國(guó)的第三個(gè)十年間，為更大化地滿足國(guó)內(nèi)細(xì)分行業(yè)與區(qū)域的工業(yè)需求，圖爾克中國(guó)公司分別在北京、上海、廣州、武漢、沈陽(yáng)、無(wú)錫、成都、西安等二十多個(gè)城市設(shè)立辦事處，積累了為上萬(wàn)家國(guó)內(nèi)客戶提供專業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)與案例。歷經(jīng)近30年的穩(wěn)健發(fā)展，集生產(chǎn)、銷售、系統(tǒng)集成、工程服務(wù)為一體的圖爾克中國(guó)公司，已逐步發(fā)展成為圖爾克集團(tuán)在亞太地區(qū)的生產(chǎn)及銷售中心。

伴隨國(guó)內(nèi)設(shè)備產(chǎn)線用戶不斷提升安全意識(shí)，安全PLC、安全總線、安全光柵等工業(yè)安全類光電傳感器設(shè)備不斷完善。展望未來(lái)，谷雨表示圖爾克也將進(jìn)一步擴(kuò)大本土化措施，將更多傳感器、總線線纜、TBIL分線盒等產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)本地國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)與制造，憑借先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)、豐富的全系列產(chǎn)品的研發(fā)、和遍布全球的銷售服務(wù)網(wǎng)絡(luò)所積累的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)高效而標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，提供量身定制的自動(dòng)化解決方案。

結(jié) 語(yǔ)

2023年以來(lái)，在終端市場(chǎng)需求疲軟以及全球產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)等因素的綜合影響下，整體企業(yè)的生存壓力增大，行業(yè)“內(nèi)卷”現(xiàn)象加劇，谷雨表示在低迷的全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，圖爾克也無(wú)法避免地面臨客戶端需求下降，客戶退單退貨等實(shí)際難題?；诖耍瑘D爾克根據(jù)客戶需求，改進(jìn)產(chǎn)品性能，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方式幫助企業(yè)用戶降低采購(gòu)、庫(kù)存、安裝成本，并提升運(yùn)營(yíng)安全性，將更多德國(guó)高端技術(shù)與產(chǎn)品推向國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，助力向高端制造邁進(jìn)。