鋅是確保材料持久使用的優質元素,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模擬設備的研發與生產,可對生產線中發生的（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品開發.

為滿足過程工業設備所面臨的苛刻條件,surtec-research的控制系統供應商選用了節省空間、高度集成的WAGO-I/O-SYSTEM750系列自動化產品.

熱鍍鋅并非最近才出現.其最早的工業工藝可以追溯到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,現代汽車鋼只能在特定條件下進行鍍層,該項目負責人Bj?rnBei?ner解釋道.在整個行業中克服這些挑戰意味著事先在實驗室標準下對新合金、氣體環境、溫度曲線和流程進行測試.

為此,位于杜塞爾多夫的SurtecResearch公司研發出了退火和熱鍍鋅模擬裝置,福爾克控制系統公司為其設計了完整的自動化系統.主要挑戰在于將鍍鋅設備中的連續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中.

“我們利用WAGO-I/O-SYSTEM收集設備傳感器、開關及執行器提供給我們的所有數據.”

Bj?rnBei?ner,項目負責人

WAGO-I/O-SYSTEM作為中央通信網絡

以熱鍍鋅模擬裝置在不同區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絡,該網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區域的功能安全.

在金屬樣品退火以及隨后將工件浸入液態鋅合金的過程中,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和鍍層區中的氣體成分.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-SYSTEM750自動化控制解決方案.由于潛在危險系數高,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

“壓力開關監控熔池中的超壓.以此確保氧氣不會滲入到系統中”,項目負責人Bei?ner繼續解釋說,“我們以恒定的超壓來驅動系統”.

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域.“我們的客戶對防爆的要求不斷提高–需要完全滿足本質安全要求”,Bei?ner說道.

與過去使用的經典隔離端子相比,萬可技術的另一大優勢在于：萬可緊湊型故障安全Ex-i端子節省了大量空間,而且根據Bei?ner的經驗,“比其它替代產品更緊湊.此外,我們需要的布線更少,這才是真正的優勢,尤其是對空間有限的開關柜來講.”開關柜有著嚴格的高度限制,因此內部空間有限,緊湊的自動化控制系統正是此應用的理想之選.

此系統中最為重要的是為開關柜傳輸信號的本質安全型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SIL3、Cat.4、PLe安全等級,并可連接位于危險環境0、1和2區的無源急停開關、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.此模塊集安全功能與防爆保護于一身.電源也采用本質安全的750-606電源.750-375型現場總線適配器處理PLC和IPC方向上的PROFINET通信.它們構成所有數據的終點站,收集安全相關數據以及防爆信號,并將其打包傳遞到故障安全CPU或IPC.

臨危不懼,輕松勝任

對于防爆區域,我們需要使用具有防爆及故障安全功能的自動化系統.同時,開關柜的空間有限,更需要緊湊型的解決方案.WAGO-I/O-SYSTEM750系列可提供通用且靈活的解決方案.

全面的產品系列包括安全模塊以及防爆模塊,緊湊的外形節省更多開關柜空間.面對爆炸性危險環境,萬可自動化控制產品臨危不懼,輕松勝任.