如何实现包装机械中的剩余堆栈的安全监测

关键词：包装机械,光电传感器,IO-Link

摘要：包装自动化，是利用自动化装置控制和管理包装过程，使其按照预先规定的程序自动处理。随着工业行业工厂自动化程度的提高，对机器安全的要求也在不断提高，这也影响着包装行业。例如，由于标准的变更（EN 1010-1:2004 变更为 EN ISO 12643-4），未来须使用 PL d 安全等级替代 PL b 防止包装机潜在危险区域的操作员介入，以尽可能地确保人员安全。

1.应用挑战

在下游食品、药品、日化等行业新增长点的拉动下，我国包装专用设备产量逐年增长。在连续化、大型化的工业生产过程中，包装工艺是其中的重要一环，完善的包装不仅能提高商品的竞争能力，包装自动化还能有效地提高生产能力，保证产品质量，有利于降低生产成本。

包装自动化，是利用自动化装置控制和管理包装过程，使其按照预先规定的程序自动处理。随着工业行业工厂自动化度的提高，对机器安全的要求也在不断提高，这也影响着包装行业。例如，由于标准的变更（EN 1010-1:2004 变更为 EN ISO 12643-4），未来须使用 PL d 安全等级替代 PL b 防止包装机潜在危险区域的操作员介入，以尽可能地确保人员安全。

2.目标

解决方案的难点在于，我们在找寻能够提升安全等级的产品和技术的同时，应既不增加机器工作的复杂性，也不降低生产效率。另外，应尽可能减少这些成熟机器的安全改装措施。有时，我们很难在市场上现有的安全产品中，找到合适且性价比高的解决方案。这样的情况下，我们可通过使用非安全产品，来实现功能安全概念，从而达到所需安全等级。

例如，在包装行业的模切机应用中，当机器运作过程中，装纸板的料盒底部存在有铝制的运送轮，把一层一层的纸板运送到下一工位进行裁切。对于一个符合安全等级的包装机械来说，需要确保设备的裁切机构不暴露于工作人员可触及范围内，从而保证工作人员的安全。而当料盒内存有一定数量的纸箱胚料时，恰好可以遮挡风险源。因此我们只需监控料盒内的剩余堆栈，使之保持在安全的高度范围，即可满足安全包装机械所需要的安全功能。

3.解决方案

倍加福为此应用提供了一个理想的解决方案，不仅提高了生产效率，而且性价比高，它不需要通过昂贵的安全控制器来实现安全功能，并且易于集成。该解决方案的安全概念基于 R100 系列的两个光电传感器，通过冗余设计来确保所需的安全等级。带IO-Link接口的R100光电传感器安装在料盒侧面，通过交叉比较，检测是否存在一定数量的剩余纸箱坯料。如果纸箱坯料的实际数量低于此预设值（通过传感器先前定义的阈值），机器将自动关闭。除此之外，该功能也可以通过F77系列超声波传感器实现。

4.产品优势

在倍加福安全专家的帮助下，我们为客户专业定制人员安全概念，以找到性价比高的解决方案，实现更高的性能水平。由于现有的传感器和安全 PLC 都可以继续使用，因此能尽可能降低额外组件的采购成本。

安全概念是独立于技术而创建的。例如，如果应用的环境条件需要，便可很容易地开发一个基于超声波传感器，而非光电传感器的解决方案。

此外，根据应用要求，客户可以从倍加福完整的标准传感器技术组合中，选择所需的外形设计和安装方式。通过这种方式，为客户开发出针对不同应用的定制化方案。

5.产品特性

亮点

■ 安全标准的变更，要求包装机的进料采取更高等级的安全措施

■ 易于集成且高性价比的解决方案

■ 即使使用非安全产品，也能实现所需性能的功能安全概念

■ 独立于技术的安全措施，具体取决于应用环境的要求

■ 各种标准传感器技术组合可供选择，更好地适应实际应用