火工品安装平安主动化的打算使用

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所属分类:火工产品
Tag:  火工品装配工火工品装配安全自动化的设计应用火工品装配安全自动化的设计应用 (长春设备工艺研究所装药研究室,吉林长春130012)摘要:火工品的应用是极为广泛的,如火帽,雷管,传爆管等,这些爆炸元
火工品安装平安主动化的打算使用

火工品安装平安主动化的打算使用

  

火工品安装平安主动化的打算使用

  火工品装配安全自动化的设计应用火工品装配安全自动化的设计应用 (长春设备工艺研究所装药研究室,吉林长春130012)摘要:火工品的应用是极为广泛的,如火帽,雷管,传爆管等,这些爆炸元件具有灵敏 度高,危险性 大的特点.在生产装配中,对于装药,压药,压合,收口等工位均有可能发生燃烧或爆 炸,造成一定的财产 损失和人员伤亡.采用新的技术,新的设计理念通过控制系统的本质安全性设计及 静电消除设计,使火 工品在自动化生产方式下,各个环节的装配都有安全措施保障,提高了生产效率和 产品质量. 关键词:火工品本安型现场总线控制系统压药 中图分类号:TP278 文献标志码heproduc— tionandassembly,tothecharge,thepressurepowder,pressuretogether,healandotherstations wheremaybeoccurfireor explosion,thuscausingpropertydamageandcasualties.Theintroductionofnewtechnologie sandnewdesignconcepts, whichusingthedesignoftheintrinsicallysafecontrolsystemandthestaticelimination,hassaf etymeasurestoprotectand improvetheproductionefficiencyandproductqualityintheallsectorsofautomationproducti onway. Keywords:Initiatingexplosivedevices,Intrinsicallysafe,Workfieldbus,Controllingsyste m,Pressurepowder 火工品自动装配功能设计概述在火工品的装配中,虽然不同的产品有着不同 的装备工艺,装配的内容和采用方式有所不同,但装 配的大体步骤是一样的.在火工品自动装配控制设 计上通常分为三部分,即执行元件控制(气动元件或 液压元件),现场传感器信号的采集,精密压药机安 全过程控制.在整个系统中,控制点较多,各工位的 装配环节对控制系统安全方面的要求较高,传感器 选择上均选择本质安全型器件,以达到安全,快速, 准确控制. 火工品装配自动控制系统模块化配置在控制系统配置上采用全集成自动化,全集成 的系统平台,通过PROFIBus~DP 总线使自动化 系统和分布式I/O 以及现场设备之问进行相互通 讯,通过周期的过程映像或通过单个控制命令将过 程信号传送到执行器以及从传感器采集信号. 系统配置如下. 1)工程师站:采用PCS7 工程师站可对火工品 装配系统部件和整线的连续过程(CFC),顺序过程 (SFC),配方控制过程(BATcH)进行控制,控制任 务进行编程组态. 2)PIC 主控制器:读取由设备来的输入,输出, 诊断和数据处理.通过总线接口对整个系统进行管 理和控制. 3)NAMURI/O(DP)从站:是一个集中的I/0 控制设备,可以按实际需要对模块进行最佳组合后 安装在爆炸危险区内,通过PROFIBUS 实现本安连 4)现场操作站:采用人机界面操作平台,可以实现与控制器快速的连接和通讯,满足现场控制的 应用需求. 5)PROFIBUS 总线:用来完成控制器与现场 器件之间的通信及控制器之间的信息交换,其本质 就是信息处理的现场化.因此必须对总线进行隔离 并限制其能量,使现场信息处理在规定的安全范围 之内,以满足火工品装配现场的安全规范,如图1 火工品自动装配线 自动装配机整体控制过程 火工品自动装配线根据装配的产品型号不同, 其装配工艺不同,工位数也不相同,标准工位配置为 12 或24.可完成上管壳一装药一压药一装加强帽 (盖片)一装药柱一压合一收口等不同功能的工艺过 程.每个环节都设计了在线检测,事件报警提示等 功能,监测着工位的工作状态和各工序装配的工艺 ?98?《新技术新工艺》?兵器工业技术交流2010 火工品装配电气控制系统图参数.在装配产品时如出现在本工位检测不合格, 下一工位将停止对这一发产品进行装配,并在废品 下料工位上作为废品处理.各工位装配合格的产品 通过正品传送渠道进入收集盒并计数.采用在线检 测功能参与生产控制,大大提高了雷管装配的安全 性能和雷管的装配质量,并且节省了原材料.降低了 生产成本. 3.2 精密压药安全控制过程 精密压药控制是火工品装配的关键技术,其载 体为交流伺服系统.为保证压药安全,系统设计了 超压返回保护功能,压药采用定压控制方式,即根据 要求(不同的型号压药力值不同)预先设定压药的压 力值来实现压药的过程控制.精密压药主要体现在 控制压药过程的编制工艺,实现快进,慢进,工进到 压制的4 个阶段压药过程,同时检测出压制完成时 实际压力值和药柱高度,完成精密压药全过程.压 力值控制范围10;药柱高度检测精度范围 0.004mm. 采用交流伺服控制系统,配以安全的压药保障 措施,通过精密快捷的检测手段,保证了产品质量, 减少了压药时间.同时提高了生产效率,并使精密 压药的环境更加安全可靠. 精密压药全程控制技术在自动化安全控制火工 品装配中是一项核心技术,通过对压药压力的设置 和对压力值,压药高度的在线检测,保证了产品装配 工艺所要求的压药密度,如图2 所示. 控制系统本质安全设计的方式4.1 本质安全设计的方式 火工品属于易燃易爆敏感元件,在受到外界低 能量的刺激的作用后,有可能发生燃烧爆炸.尤其 是在自动生产装配中,往往无法预知其危险性.因 精密压药控制程序框图此要充分考虑可能引起危险的各种因素,按照火工 品生产安全防护要求,有针对性地采取抗静电放电, 电磁辐射,电源瞬变等防护设计,并应用本安型控制 《新技术新工艺》?兵器工业技术交流2010 期?99?系统及元器件,实现安全的火工品自动化生产装配. 在火工品自动装配控制系统中,对安全区与危险区 设计区别对待.对参与危险区控制的所有DP 应选用NAMURI/O系统,即满足本安的Exi 防爆 技术要求的控制装置来承担着火工品装配的过程控 制.NAMURI/O 从站在设计数量上要与整个控 制点数和每一从站最大配置容量来定.与现场各从 站连接的PROFIBUS--DP 总线通过隔离器引入到 爆炸危险区,使PROFIBUS—DP 在进人危险区后 其能量得到了限制,满足火工品生产安全规范. 采用NAMURI/O 从站,取消了隔离电路和二 次分配器,使现场各工位上的所有NAMUR 型传感 器(如接近开关,位移传感器等)与此相接,满足了 本安的设计要求,简化了现场布线压药,压合,收口等工位安全保障 火工品自动化装配设备在生产运行中的安全性 很重要,而压药过程的安全更为重要.如何避免在 压药,压合,收口等工位出现压力超限造成爆炸的危 险,是自动化控制满足安全保障的技术关键.在压 制工位装置设计上采取了2 种支撑力的支撑控制, 改变支撑力的大小来保证压制的安全性,即大力和 小力的控制.整个控制工艺过程是在压药开始前支 撑装置要快速到位,这时要输出大力以满足全线的 工作节拍,到位后支撑力由大力变为小力(按压制工 艺要求设置)以满足压制产品的要求.如果压制压 力超限,支撑装置受超限压力作用将向下位移,使超 限压力得到缓冲来保证压制压力在规定的范围内, 从而保障压制的安全. 4.3 装配过程的信息安全管理 视窗控制中心以PC 机为平台,在工程师站上 运行,可以与多种自动化设备及控制软件集成,具有 丰富的设置项目,可视窗口和菜单选项. 在火工品自动化装配中,通过视窗控制中心与 相应的硬件系统紧密结合,实现统一组态和编程,统 数据管理及统一通讯,操作画面,监视画面,控制画面,报警画面,实时趋势曲线,数据归档,打印报表 等操作功能,完成对火工品自动装配工艺的过程监 视和参数设定,保证了自动化设备的安全运行及火 工品装配过程的安全性. 方便灵活的操作体现出功能集成化设计的优越 性.在火工品自动装配整个控制系统中,通过硬件 设计与编程实现了系统级的诊断功能,包括各站配 置和系统的层次都始终贯穿火工品自动装配管理的 安全性.管理着装配过程的各个环节,有效的保障 了控制系统运行在最佳的安全环境,实现自动化生 产的全过程管理. 保证设备安全的措施5.1 预防静电措施 静电是火工品生产的最大杀手,采取安全可靠 的防静电措施,排除影响火工品装配安全的隐患是 设计的指导思想.通过对火工品自动化装配设备的 整体可靠静电接地设计,排除孤立导体.设备各点 位置进行静电接地,通过实测,直接静电接地电阻小 于4fl(参照wJ1912—9O 标准,直接静电接地电阻 应小于100Q),监测工房内的空气相对湿度大于 65%,全面排除静电隐患. 5.2 工位互联措施 每个环节按工艺装配,工位独立工作的同时工 位之间互相关联,其具有联锁,互锁功能,保证装配 过程协调有序.全线设有自动运行,暂停,生产运行 结束,手动,急停等功能,防止错误动作发生,确保工 艺动作可靠无误. 5.3 参数设定保护功能 在自动装配设备运行前,要对火工品生产的型 号进行输入确认.设备初始状态确认包括参数设 定,药量值,压力值,检测高度值等.各选项都确认 后控制运行按钮打开,进入运行状态. 结语在火工品装配自动化生产过程中采用主从站控 制技术,通过现场总线隔离器将PROFIBUS—DP 引入到爆炸危险区,NAMURI/O 工作站承担着火 工品装配的全过程控制.在设计上选用本安的Exi 防爆技术保证了火工品自动化装配在危险区生产运 行时的安全,使系统配置达到最优,在实际运行中安 全,可靠,稳定.从而实现完整的安全控制,安全管 理的网络构架,体现了FCS 网络化,分散化控制的 优势,使本安型控制系统在火工品生产过程的综合 自动化水平得到了很大的提高. 参考文献 [1]缪学勤.工业控制系统用现场总线]李志刚.DCS--FCS 两大控制系统比较及两者的集成 EJ].PLC&FA,2003.4(2). 作者简介:邢吉哲(1960 一),男,研究员级高_丁,主要从事火工 品装配安全自动化设计方面的工作. 收稿口期:2010

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