安全逻辑，助力增产

电动机市场正在蓬勃发展，电动汽车的持续发展趋势并非是唯一的原因 - 工业应用需求也在稳步增长。在开发电动机半自动化生产线时，Risomat公司发现其安全逻辑的复杂性妨碍了生产力。解决方案为：使用软件建模语言UML（统一建模语言）显示系统状态。

"我们制造电动机定子的新概念基于获得专利的抓料机构，它可以提供各种工位所需要的功能 - 例如车削、回转、夹紧和定位。它还配备了自己的工具，可执行加工任务。这简化了工位的设计，使整条产线变得更具柔性，"Risomat公司总经理Hubert Halder在描述新生产线的主要特征时说道。Risomat公司总部位于德国Baienfurt，主要生产用于制造电动机、发电机、泵、汽车零部件和直线电机的专用机械，是该专业领域内的欧洲技术领导厂商之一。带有抓料机构的生产线专为灵活高效地生产不同直径和长度的小批量定子而设计。

抓料机构的使用为Risomat在设计和功能方面带来了众多优势。然而，为了充分利用系统的潜力，他们需要一种智能安全解决方案。"这些生产线的设计使抓料机构当前不能使用的加工模块可以用作手动工位，"Halder解释道。"这需要将生产线划分成安全区域，还要考虑抓料机构的位置，以便在一个区域内的急停不会使整线停机。对我们客户而言，这当然不是一个可行的解决方案。"由于Risomat多年来一直使用贝加莱的自动化解决方案，因此他们从项目一开始就很清楚，新产线的控制系统将会来自贝加莱。Risomat聘请了贝加莱合格的合作伙伴来实施整个机器和安全控制解决方案。他们选择了Pantec Automation公司，这是一家位于列支敦士登的机械设备控制解决方案系统提供商。

"动态的安全区域不是我们面临的唯一挑战，"Halder回忆道。"由于技术原因，我们需要为抓料机构和加工模块配备自动PLC和安全控制器。这意味着需要建立更高水平的安全通信。"

然而，对于Pantec公司的项目经理Florian Hartmann来说，安全通信问题有一个务实的解决办法。"贝加莱提供全面的控制和安全技术，非常适合创建模块化系统，"Hartmann说道。"即使在层级结构中，系统之间也从来不会存在任何冲突，且所有组件都可以使用贝加莱Automation Studio软件进行编程。"安全控制器由X20SL8100 SafeLOGIC以及IP20和IP67安全模块组成。

该解决方案满足PL e或SIL 3要求。两个安全轴也可用于抓料机构，因为抓料机构的垂直和水平位置对各个工位的加工而言具有安全隐患。其它安全设备还包括光幕、2D激光扫描仪和安全压敏垫。

Hartmann及其团队很快意识到，对安全逻辑经典的基于文本的描述不足以完全和透明地描述系统状态。解决方案的出路来自使用UML推导和描述安全状态的想法，Pantec的软件开发人员经常使用UML来描述动态状态。他们基于UML方法开发出了三段式安全过程，用于描述从安全概念核准到安全控制器测试的路径。该过程使得以透明的方式开发和记录安全应用程序成为可能。因此，可以在验收过程中无缝地测试和记录安全控制器的功能。

在该过程的第一阶段，电气方案中包含的安全组件以UML表示为用例。然后开发安全逻辑。在这样做时，开发人员可以定义哪个用例导致哪个安全状态。这一步需要软件开发人员、安全人员和设计人员之间紧密合作。这里的一个优先事项是定义安全状态，以使本地急停功能不会影响整个机器运行。

在UML安全过程的第二阶段，对建模的安全应用程序进行编码，并直接从用例中导出验收测试。除逻辑外，验收测试还涵盖了所有安全硬件及其布线。

在第三阶段，进行验收测试，然后由安全人员批准安全系统。Halder从几个角度发现该模型令人印象深刻："一方面，UML安全过程使我能够为客户提供更高的机器可用性。"

除了使用UML对安全控制器进行建模外，Pantec Automation还在定子生产线的开发过程中针对Risomat采取了进一步的创新步骤。一个重要的步骤是开发一个完全模块化的软件框架。自动生成贝加莱控制代码的能力显著减少了为机器开发软件所需的时间和精力。这也是他们使用贝加莱mapp组件的第一个项目。

通过切换到贝加莱Automation PC 2100控制器，整个系统性能得以提升。

HMI也进行了升级，现在使用的是采用贝加莱SDL3连接技术的15.4"面板。此外，现有的操作概念经过了可用性分析和优化。结果被整合到了未来Risomat操作面板的样式指南中。