危險任務 | 萬可(kě) 750 防爆模塊輕松勝任過程工業危險環境工作使命
2019-12-12新聞
“鋅是确保材料持久使用(yòng)的(de)優質元素，可(kě)确保鋼材料免受腐蝕。因此，鋅和(hé)鐵元素密不可(kě)分(fēn)的(de)結合在一起，形成常見的(de)鐵鋅合金。在這(zhè)種工藝中，環境溫度較高(gāo)且存在爆炸性和(hé)毒性氣體。相應的(de)安全流程控制要求也(yě)極爲苛刻。“
位于德國杜塞爾多(duō)夫的(de) surtec-research 公司主要從事過程工業模拟設備的(de)研發與生産，可(kě)對(duì)生産線中發生的(de)（反應性）退火和(hé)（熱(rè)浸）塗層工藝進行實驗室模拟。模拟裝置主要用(yòng)于工藝改進和(hé)新産品開發。
爲滿足過程工業設備所面臨的(de)苛刻條件，surtec-research 的(de)控制系統供應商選用(yòng)了(le)節省空間、高(gāo)度集成的(de) WAGO-I/O-SYSTEM 750 系列自動化(huà)産品 。
熱(rè)鍍鋅并非最近才出現。其最早的(de)工業工藝可(kě)以追溯到 19 世紀中葉。150 多(duō)年後，這(zhè)一既定流程仍然有必要進一步改善。特别是在汽車制造中，使用(yòng)的(de)鋼闆由于強度日益增大(dà)而越來(lái)越薄。随之而來(lái)的(de)是對(duì)防腐蝕要求越來(lái)越高(gāo)。
由于合金成分(fēn)的(de)多(duō)樣性，現代汽車鋼隻能在特定條件下(xià)進行鍍層，該項目負責人(rén) Björn Beißner 解釋道。在整個(gè)行業中克服這(zhè)些挑戰意味著(zhe)事先在實驗室标準下(xià)對(duì)新合金、氣體環境、溫度曲線和(hé)流程進行測試。
爲此，位于杜塞爾多(duō)夫的(de) Surtec Research 公司研發出了(le)退火和(hé)熱(rè)鍍鋅模拟裝置，福爾克控制系統公司爲其設計了(le)完整的(de)自動化(huà)系統。主要挑戰在于将鍍鋅設備中的(de)連續直通(tōng)過程轉換爲浸塗過程，以便随後将實驗室結果一對(duì)一地轉化(huà)到生産中。
“我們利用(yòng) WAGO-I/O-SYSTEM 收集設備傳感器、開關及執行器提供給我們的(de)所有數據。”
Björn Beißner， 項目負責人(rén)
WAGO-I/O-SYSTEM 作爲中央通(tōng)信網絡
以熱(rè)鍍鋅模拟裝置在不同區(qū)域中的(de)壓力和(hé)溫度最新測量爲例。
WAGO-I/O-SYSTEM 在熱(rè)鍍鋅模拟裝置中形成一個(gè)通(tōng)信網絡，該網絡在最狹窄的(de)空間中用(yòng)作所有信号處理(lǐ)的(de)中央樞紐，并且還(hái)可(kě)保證 ATEX 區(qū)域的(de)功能安全。
在金屬樣品退火以及随後将工件浸入液态鋅合金的(de)過程中，熱(rè)鍍鋅模拟裝置始終在高(gāo)溫下(xià)工作。退火階段對(duì)于鍍鋅至關重要，因爲此時(shí)鋼表面上會形成精确定義的(de)氧化(huà)層。
Beißner：“爲了(le)獲得(de)穩定的(de)鍍層，首先需要對(duì)材料表面進行精确的(de)預氧化(huà)。”除了(le)溫度和(hé)停留時(shí)間之外，這(zhè)還(hái)取決于密封的(de)退火區(qū)和(hé)鍍層區(qū)中的(de)氣體成分(fēn)。由于存在極易爆炸的(de)氫或兼具反應性和(hé)毒性的(de)一氧化(huà)碳，因而控制系統的(de)防爆和(hé)安全技術十分(fēn)重要。
正因爲如此，該項目采用(yòng)了(le) WAGO-I/O-SYSTEM 750 自動化(huà)控制解決方案。由于潛在危險系數高(gāo)，必須杜絕錯誤操作。同樣，功能故障或部件損壞也(yě)不得(de)對(duì)實驗室設施造成任何損壞。對(duì)設備采取廣泛的(de)保護措施，确保裝有液态鋅的(de)坩埚與其上方感應爐之間的(de)螺栓連接都可(kě)以通(tōng)過電子固定蓋闆加以保護，防止被意外觸碰。
安全和(hé)防爆作爲功能單元
“壓力開關監控熔池中的(de)超壓。以此确保氧氣不會滲入到系統中”，項目負責人(rén) Beißner 繼續解釋說，“我們以恒定的(de)超壓來(lái)驅動系統”。
顯而易見，僅憑熱(rè)鍍鋅模拟裝置中的(de)安全技術還(hái)不夠。更确切地說，故障安全組件大(dà)部分(fēn)仍安裝在有爆炸危險的(de)區(qū)域。“我們的(de)客戶對(duì)防爆的(de)要求不斷提高(gāo) – 需要完全滿足本質安全要求”，Beißner 說道。
與過去使用(yòng)的(de)經典隔離端子相比，萬可(kě)技術的(de)另一大(dà)優勢在于：萬可(kě)緊湊型故障安全 Ex-i 端子節省了(le)大(dà)量空間，而且根據 Beißner 的(de)經驗，“比其它替代産品更緊湊。此外，我們需要的(de)布線更少，這(zhè)才是真正的(de)優勢，尤其是對(duì)空間有限的(de)開關櫃來(lái)講。”開關櫃有著(zhe)嚴格的(de)高(gāo)度限制，因此内部空間有限，緊湊的(de)自動化(huà)控制系統正是此應用(yòng)的(de)理(lǐ)想之選。
此系統中最爲重要的(de)是爲開關櫃傳輸信号的(de)本質安全型 PROFIsafe 輸入模塊 (750-663)。
具有安全功能的(de)本安型 PROFlsafe 輸入模塊（750-663/000-003）可(kě)降低風險，達到 SIL 3、Cat.4、PLe 安全等級，并可(kě)連接位于危險環境 0、1 和(hé) 2 區(qū)的(de)無源急停開關、安全門開關、模式選擇開關和(hé)安全傳感器。
故障安全輸入模塊應位于 2 區(qū)。此模塊集安全功能與防爆保護于一身。電源也(yě)采用(yòng)本質安全的(de) 750-606 電源。750-375 型現場(chǎng)總線适配器處理(lǐ) PLC 和(hé) IPC 方向上的(de) PROFINET 通(tōng)信。它們構成所有數據的(de)終點站，收集安全相關數據以及防爆信号，并将其打包傳遞到故障安全 CPU 或 IPC。
臨危不懼，輕松勝任
對(duì)于防爆區(qū)域，我們需要使用(yòng)具有防爆及故障安全功能的(de)自動化(huà)系統。同時(shí)，開關櫃的(de)空間有限，更需要緊湊型的(de)解決方案。WAGO-I/O-SYSTEM 750系列可(kě)提供通(tōng)用(yòng)且靈活的(de)解決方案。
全面的(de)産品系列包括安全模塊以及防爆模塊，緊湊的(de)外形節省更多(duō)開關櫃空間。面對(duì)爆炸性危險環境，萬可(kě)自動化(huà)控制産品臨危不懼，輕松勝任。
■ ■ ■
