在工業(yè)生產(chǎn)過程中，故障的發(fā)生可能會對生產(chǎn)線和工作人員造成嚴重的損失和傷害。為了保障生產(chǎn)過程的安全和穩(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檢測設(shè)備的運行情況，并在發(fā)現(xiàn)故障或異常情況時采取相應(yīng)的措施，防止事故的發(fā)生，已成為工廠自動化中不可或缺的一部分。

圖爾克作為工業(yè)自動化領(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》雜志采訪到圖爾克現(xiàn)場總線系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理谷雨，請他從國內(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)勢與應(yīng)用、以及公司發(fā)展進程與未來規(guī)劃等方面進行分析與解讀。

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

國內(nèi)自動化產(chǎn)線，故障安全瓶頸凸顯

長時間以來，企業(yè)通過降本增效，優(yōu)化投資回報體系，實現(xiàn)資金的最優(yōu)配置，是其可持續(xù)發(fā)展的重要運營模式與工具。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時，谷雨分析到國內(nèi)產(chǎn)線普遍存在“安全設(shè)備分散，需要長距離布線到控制柜 ，改造工位增加安全設(shè)備或者安全點數(shù)較少情況下，故障安全PLC性價比低，安全繼電器接線復(fù)雜，且無法實現(xiàn)復(fù)雜邏輯”等諸多困境。

結(jié)合自動化產(chǎn)線實際技術(shù)場合與現(xiàn)狀，谷雨進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：

首先是機柜建設(shè)成本高。盡管包括以太網(wǎng)在內(nèi)的不同現(xiàn)場總線系統(tǒng)都帶有安全選項，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)行器的所有信號走線到控制柜或子配電單元內(nèi)，再接到I/O模塊，這對機柜建設(shè)增加了成本。

其次是安全設(shè)備分散、且需要長距離布線?？蛻衄F(xiàn)場總是同時出現(xiàn)大量不同的標(biāo)準(zhǔn)和安全信號，且沒有控制器同時引入兩種信號，安全信號必須緊隨標(biāo)準(zhǔn)信號引入控制器，為此客戶只能以點對點的布線或單獨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)備或者安全點數(shù)較少情況下，備貨成本高。在非常多的應(yīng)用中，某個工位會存在大量標(biāo)準(zhǔn)I/O信號，安全信號數(shù)量很少且非常分布地存在，客戶只能同時采購純標(biāo)準(zhǔn)模塊和安全模塊。

即便如此，雙重的采購成本也沒有得到充分發(fā)揮，客戶現(xiàn)場的安全IO和普通IO獨立配置的，導(dǎo)致每個IO模塊上都可能出現(xiàn)未使用的端口，每個模塊都存在一些被浪費的通道。

最后是實現(xiàn)故障安全PLC性價比低。在傳統(tǒng)的CIP Safety和PROFIsafe 應(yīng)用中，需要在系統(tǒng)中使用價格昂貴的安全型PLC，甚至在編寫安全控制程序時，還需要安全軟件及其成本較高的軟件授權(quán);此外對于用戶來說，安全PLC 功能非常強大，適合相對比較復(fù)雜安全程序。如果僅僅需要非常簡單的安全邏輯控制，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的不成比例。

創(chuàng)新產(chǎn)品助力優(yōu)化投資回報

針對以上痛點與難點，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IO輸出，創(chuàng)新地集成到同一模塊的現(xiàn)場總線產(chǎn)品，可以靈活地適應(yīng)機器的實際信號要求，也可作為遠程安全控制器使用。

安全功能還可以在不連接安全PLC的情況下進行配置和測試，安全防護等級達IP65/IP67/IP69等，適用于嚴苛環(huán)境。通過圖爾克 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 模塊中運行，即TBPN/TBIP 模塊作為一個現(xiàn)場安裝的安全PLC 來使用，而無需投入較高的成本在系統(tǒng)中增加安全PLC 及其軟件，同時因為減少了在通訊網(wǎng)絡(luò)中信號的傳輸及時間，大大縮短了系統(tǒng)的響應(yīng)時間，而這對于安全系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的。

此外，混合型故障安全模塊可以實現(xiàn)分布式工廠和模塊化機器概念，使其可以在無需柜體防護的情況下，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)信號的四個通用輸入/輸出可切換至高達2A。此外，兩個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32個額外的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，從而大大簡化輔助驅(qū)動器和電磁閥的接線。

圖爾克已經(jīng)開發(fā)出強大的安全模塊，擴展溫度范圍-40°-70°?；旌夏K完善了圖爾克的安全產(chǎn)品組合 。除了具有 IP20和 IP67保護功能的安全I/O技術(shù)和緊湊型安全控制器 ，它還包括安全感應(yīng) ，磁性和電容接近開關(guān) ，光幕，雙手控制器，緊急停止按鈕和安全位置開關(guān)。

為了避免故障產(chǎn)生時所造成的直接經(jīng)濟損失，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)會被自動傳送到新模塊內(nèi)，無需任何更改，即可立刻恢復(fù)運營。

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，從而實現(xiàn)現(xiàn)場就近安裝、減少布線、不增加故障安全PLC，從而不僅使客戶減少庫存成本、減少設(shè)備數(shù)量、簡化客戶系統(tǒng)維護和檢修成本，同時這些產(chǎn)品還可以根據(jù)所處生產(chǎn)階段中自動“配置”自己所需的現(xiàn)場總線協(xié)議進行管理與監(jiān)測。

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)(造紙機械、木工機械)，輸送及倉儲設(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IP69K的防護等級，這類產(chǎn)品同樣適用于移動設(shè)備領(lǐng)域，例如旋轉(zhuǎn)塔吊起重機或建筑工程機械。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。

強化本地化制造與服務(wù)

長期以來，圖爾克始終致力于成為智能傳感器技術(shù)和分布式自動化理念推動者的角色，確保相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)(從傳感器到云端)的可靠檢測、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，并進行針對性的模塊化設(shè)計與實施，為機器帶來智能化體驗，服務(wù)客戶包括汽車、運輸、食品包裝，化工、制藥行業(yè)、移動機械、內(nèi)部物流或包裝等全國各行業(yè)。

作為第一批在國內(nèi)投資設(shè)立全資公司的企業(yè)，圖爾克率先將先進的歐洲自動化技術(shù)引入中國。據(jù)谷雨回顧到，1994年圖爾克正式扎根中國，開啟“零距離”服務(wù)國內(nèi)用戶的直銷服務(wù)體系，2004年圖爾克在天津西青開發(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)，開啟全方位服務(wù)中國客戶的自動化進程。

在即將跨入中國的第三個十年間，為更大化地滿足國內(nèi)細分行業(yè)與區(qū)域的工業(yè)需求，圖爾克中國公司分別在北京、上海、廣州、武漢、沈陽、無錫、成都、西安等二十多個城市設(shè)立辦事處，積累了為上萬家國內(nèi)客戶提供專業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)的實際經(jīng)驗與案例。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公司，已逐步發(fā)展成為圖爾克集團在亞太地區(qū)的生產(chǎn)及銷售中心。

伴隨國內(nèi)設(shè)備產(chǎn)線用戶不斷提升安全意識，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，谷雨表示圖爾克也將進一步擴大本土化措施，將更多傳感器、總線線纜、TBIL分線盒等產(chǎn)品實現(xiàn)本地國產(chǎn)化生產(chǎn)與制造，憑借先進的生產(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，通過高效而標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，提供量身定制的自動化解決方案。

結(jié) 語

2023年以來，在終端市場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)濟環(huán)境下，圖爾克也無法避免地面臨客戶端需求下降，客戶退單退貨等實際難題?；诖?，圖爾克根據(jù)客戶需求，改進產(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、庫存、安裝成本，并提升運營安全性，將更多德國高端技術(shù)與產(chǎn)品推向國內(nèi)市場，助力向高端制造邁進。