安全性:两个应用程序的故事

如果操作得当，安全系统可以很有趣——或者至少可以确保有趣的事情不会变成悲剧。通过两个历史案例可以看出，将安全和控制系统集成在一起可以在降低成本的同时提高安全性和可靠性。这两个例子在字面上和比喻上都来自地球的两端。然而，它们确实有一些共同点:对安全且具有成本效益的自动化操作的需求。

案例1:乐趣，游戏，NFPA 160

虽然安全是一件严肃的事情，但它在事物的轻松一面也很重要。一个恰当的例子是最近在田纳西州的一个大型游乐园推出的一款深受欢迎的游乐设施。Pilz的安全可编程逻辑控制器(plc)和相关的人机界面(HMI)有助于确保人们以最小的风险体验惊险刺激。

恩泰克创意工业公司(Entech Creative Industries)系统工程副总裁鲍勃·哈特兰(Bob Hartline)说，实现这一目标是一项挑战，需要精心设计。这家总部位于佛罗里达州奥兰多的公司为零售、主题公园、娱乐和博物馆行业创造和建设品牌目的地。

在这个新项目中，表面上看起来很简单。“这就像过山车，”哈特莱恩说。然而，在这种情况下，在攀登之后，过山车的车厢会短暂停止，然后出现火焰爆发，这看起来很危险，但实际上并不危险。汽车继续行驶，30秒后，火焰再次为下一组乘客点燃。

在旺季，该项目运行时间长达12个小时，每次载客量多达8人。哈特莱恩指出，这一小群观众让过山车符合美国国家消防协会(NFPA) 160的要求，该标准规定了在观众面前产生火焰效果。

当为燃烧器提供动力的天然气进入建筑物时，与安全相关的监测和控制就开始了。传感器监测气体压力，防止低压或高压。当气体进入燃烧器的房间时，其他传感器也会检查相同的情况。

对燃烧器进行检查，以确保它们没有处于故障状态。每个燃烧器的先导灯都被确认是开启的，当主燃烧器亮起时，也被确认是成功点火的。除了确保适当数量的碳氢化合物点火外，安全控制系统还监督通风。

大型排气扇可快速清除火焰副产品。系统以多种方式检查安全操作。哈特兰说:“我们监控风扇的驱动，我们也有一个气流传感器，告诉我们是否有空气被排出管道。”

为了额外的安全，传感器还监测氧气水平。这有助于确保其他系统运行正常，不会产生错误读数。

通往燃烧器的门是联锁的，所以当燃烧器处于激活状态时，没有人可以进入系统。哈特兰说，在不同的地点也有手动电子停止(紧急停止按钮)。每天早上启动系统需要检查燃烧器;当检查表完成时，技术人员必须按下各个位置的按钮。

100个I/O点的设计考虑了可能出现的机械故障以及乘客、操作员和维护人员的不明智行为。

在过去，Hartline将不得不建立一个具有冗余plc的系统，每个plc都检查其他plc的状态。

Hartline表示，随着安全PLC的第三方认证，这种情况已经不复存在。所有这些都使Hartline的工作更轻松，因为他只需要证明他的设计和“我编写的一个软件”。

案例2:安全地建造一个罐头

在世界的另一边，安全控制系统在提高罐头生产工厂的生产率和提高工人安全方面发挥着关键作用。Amcor有限公司是一家总部位于澳大利亚阿伯茨福德的全球包装公司，在悉尼郊区Revesby的一家工厂生产铝罐。

安姆科饮料罐工厂配备了每天生产近250万罐的拉拔和壁铁工艺。这包括形成一个浅杯，拉伸杯壁形成一个开放式的罐子，然后准备好盖上盖子或封口。这个过程包括一个罐头形状的冲压机，一个修剪机和其他移动设备。

过去，该厂的11对车身制造和修剪机都有自己的PLC，与一个单独的硬连线安全控制系统相互连接。每一对的第二个PLC处理相关的高速控制应用。

公司管理层出于安全考虑想要升级系统。根据安姆科饮料罐工程经理Chris Hilton的说法，升级提供了一个改善控制功能的机会。他说:“多年来，我们的传统控制系统一直很好地服务于我们，但我们需要一个更用户友好的系统，具有先进的诊断和故障排除功能。”

一个复杂的因素是，任何升级都必须尽量减少对现有生产的影响。由于生产进度要求和资源限制，设计和安装过程都不可能延长。

Amcor与当地系统集成商IGR Consulting合作，正在用罗克韦尔自动化的GuardLogix控制器取代其旧系统。新平台的速度消除了对第二个PLC的需求。

此外，进入旧系统中的11个车身制造商和修剪器是由三个硬连线气动保护系统保证的，每个系统都有一系列继电器和气动开关。有时，开关会在打开位置失效，产生假警报并关闭系统。无论是假警报还是真警报，技术人员都必须检查组中的每个机器防护装置，以确定漏洞所在。

在新系统中，该功能由连接回本地I/O模块的安全开关和设备处理，该模块通过DeviceNet安全通信网络连接到控制器。这种方法允许立即精确定位跳闸开关。“排除假警报和产品堵塞要容易得多，”希尔顿说。“我们的响应时间更快，停机时间最少。”

由于控制解决方案是集成的，因此不需要重复安全和标准输入。因此，接线和I/O连接更少。其他节省来自使用本地机器安装的I/O模块和一个通信网络。这有助于减少布线和简化安装。计划要求在2008年年中完成整个站点的安全和控制升级。

Hilton说，这种新方法在编程上有优势，因为标准和安全控制系统代码可以同时开发。“这确实节省了时间，”他说。

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