危險任務 | 萬可 750 防爆模塊輕松勝任過程工業(yè)危險環(huán)境工作使命
2019-12-12新聞
“鋅是確保材料持久使用的優(yōu)質(zhì)元素，可確保鋼材料免受腐蝕。因此，鋅和鐵元素密不可分的結合在一起，形成常見的鐵鋅合金。在這種工藝中，環(huán)境溫度較高且存在爆炸性和毒性氣體。相應的安全流程控制要求也極為苛刻。“
位于德國杜塞爾多夫的 surtec-research 公司主要從事過程工業(yè)模擬設備的研發(fā)與生產(chǎn)，可對生產(chǎn)線中發(fā)生的（反應性）退火和（熱浸）涂層工藝進行實驗室模擬。模擬裝置主要用于工藝改進和新產(chǎn)品開發(fā)。
為滿足過程工業(yè)設備所面臨的苛刻條件，surtec-research 的控制系統(tǒng)供應商選用了節(jié)省空間、高度集成的 WAGO-I/O-SYSTEM 750 系列自動化產(chǎn)品 。
熱鍍鋅并非最近才出現(xiàn)。其最早的工業(yè)工藝可以追溯到 19 世紀中葉。150 多年后，這一既定流程仍然有必要進一步改善。特別是在汽車制造中，使用的鋼板由于強度日益增大而越來越薄。隨之而來的是對防腐蝕要求越來越高。
由于合金成分的多樣性，現(xiàn)代汽車鋼只能在特定條件下進行鍍層，該項目負責人 Bj?rn Bei?ner 解釋道。在整個行業(yè)中克服這些挑戰(zhàn)意味著事先在實驗室標準下對新合金、氣體環(huán)境、溫度曲線和流程進行測試。
為此，位于杜塞爾多夫的 Surtec Research 公司研發(fā)出了退火和熱鍍鋅模擬裝置，福爾克控制系統(tǒng)公司為其設計了完整的自動化系統(tǒng)。主要挑戰(zhàn)在于將鍍鋅設備中的連續(xù)直通過程轉換為浸涂過程，以便隨后將實驗室結果一對一地轉化到生產(chǎn)中。
“我們利用 WAGO-I/O-SYSTEM 收集設備傳感器、開關及執(zhí)行器提供給我們的所有數(shù)據(jù)?！?/span>
Bj?rn Bei?ner， 項目負責人
WAGO-I/O-SYSTEM 作為中央通信網(wǎng)絡
以熱鍍鋅模擬裝置在不同區(qū)域中的壓力和溫度最新測量為例。
WAGO-I/O-SYSTEM 在熱鍍鋅模擬裝置中形成一個通信網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡在最狹窄的空間中用作所有信號處理的中央樞紐，并且還可保證 ATEX 區(qū)域的功能安全。
在金屬樣品退火以及隨后將工件浸入液態(tài)鋅合金的過程中，熱鍍鋅模擬裝置始終在高溫下工作。退火階段對于鍍鋅至關重要，因為此時鋼表面上會形成精確定義的氧化層。
Bei?ner：“為了獲得穩(wěn)定的鍍層，首先需要對材料表面進行精確的預氧化。”除了溫度和停留時間之外，這還取決于密封的退火區(qū)和鍍層區(qū)中的氣體成分。由于存在極易爆炸的氫或兼具反應性和毒性的一氧化碳，因而控制系統(tǒng)的防爆和安全技術十分重要。
正因為如此，該項目采用了 WAGO-I/O-SYSTEM 750 自動化控制解決方案。由于潛在危險系數(shù)高，必須杜絕錯誤操作。同樣，功能故障或部件損壞也不得對實驗室設施造成任何損壞。對設備采取廣泛的保護措施，確保裝有液態(tài)鋅的坩堝與其上方感應爐之間的螺栓連接都可以通過電子固定蓋板加以保護，防止被意外觸碰。
安全和防爆作為功能單元
“壓力開關監(jiān)控熔池中的超壓。以此確保氧氣不會滲入到系統(tǒng)中”，項目負責人 Bei?ner 繼續(xù)解釋說，“我們以恒定的超壓來驅(qū)動系統(tǒng)”。
顯而易見，僅憑熱鍍鋅模擬裝置中的安全技術還不夠。更確切地說，故障安全組件大部分仍安裝在有爆炸危險的區(qū)域?！拔覀兊目蛻魧Ψ辣囊蟛粩嗵岣?– 需要完全滿足本質(zhì)安全要求”，Bei?ner 說道。
與過去使用的經(jīng)典隔離端子相比，萬可技術的另一大優(yōu)勢在于：萬可緊湊型故障安全 Ex-i 端子節(jié)省了大量空間，而且根據(jù) Bei?ner 的經(jīng)驗，“比其它替代產(chǎn)品更緊湊。此外，我們需要的布線更少，這才是真正的優(yōu)勢，尤其是對空間有限的開關柜來講?！遍_關柜有著嚴格的高度限制，因此內(nèi)部空間有限，緊湊的自動化控制系統(tǒng)正是此應用的理想之選。
此系統(tǒng)中最為重要的是為開關柜傳輸信號的本質(zhì)安全型 PROFIsafe 輸入模塊 (750-663)。
具有安全功能的本安型 PROFlsafe 輸入模塊（750-663/000-003）可降低風險，達到 SIL 3、Cat.4、PLe 安全等級，并可連接位于危險環(huán)境 0、1 和 2 區(qū)的無源急停開關、安全門開關、模式選擇開關和安全傳感器。
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。電源也采用本質(zhì)安全的 750-606 電源。750-375 型現(xiàn)場總線適配器處理 PLC 和 IPC 方向上的 PROFINET 通信。它們構成所有數(shù)據(jù)的終點站，收集安全相關數(shù)據(jù)以及防爆信號，并將其打包傳遞到故障安全 CPU 或 IPC。
臨危不懼，輕松勝任
對于防爆區(qū)域，我們需要使用具有防爆及故障安全功能的自動化系統(tǒng)。同時，開關柜的空間有限，更需要緊湊型的解決方案。WAGO-I/O-SYSTEM 750系列可提供通用且靈活的解決方案。
全面的產(chǎn)品系列包括安全模塊以及防爆模塊，緊湊的外形節(jié)省更多開關柜空間。面對爆炸性危險環(huán)境，萬可自動化控制產(chǎn)品臨危不懼，輕松勝任。
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