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PILZ 515120

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PILZ 515120 是皮尔磁(PILZ)公司 PNOZmulti 2 系列中的一款可配置小型安全控制器的基础单元。它是一款集成了安全逻辑处理、安全输入/输出以及诊断功能的模块化安全系统核心,专用于实现机械和设备的安全控制功能,如急停、安全门监控、双手控制、光幕监控等,满足最高安全完整性等级(SIL 3 / PL e)的要求。

应用场景:

在一台大型数控冲压机床周围,操作人员需要频繁上下料。为确保绝对安全,设备配备了安全光幕、双手启动按钮、防护门锁以及急停按钮。传统的安全继电器组合接线复杂,故障排查困难,且难以扩展。此时,一台 PILZ 515120 安全控制器被安装在电控柜中。它通过其集成的安全输入点,可靠地接收来自光幕、门锁和急停的所有安全信号;内部经过 SIL 3 认证的逻辑处理器对这些信号进行符合安全标准的评估;最后,通过其安全输出点切断主接触器的控制回路,使压力机安全停止或禁止启动。其集成的显示屏和诊断功能,让维护人员能一目了然地查看是哪个安全装置触发了停机,极大缩短了故障排查时间,保障了生产安全与效率。

核心参数速览:

主要参数
数值/说明
产品型号
515120 (PNOZmulti 2 基础单元)
制造商
PILZ (皮尔磁)
产品类别
可配置小型安全控制器
安全标准等级
SIL 3 (IEC 62061, IEC 61508) / PL e (ISO 13849-1)
供电电压
24 V DC (19.2 - 28.8 V DC)
安全输入点数
20个 通用安全输入 (可配置为单/双通道, 如急停、安全门、光幕等)
安全输出点数
4个 安全半导体输出 (OSSDs), 3个 安全继电器输出
非安全输出点数
4个 可配置非安全半导体输出
逻辑处理能力
可配置多达 32个 基本安全功能块 (如与、或、非、延时、边沿触发等)
显示与操作
集成 图形化显示屏按键,用于状态显示、诊断和本地配置
通信接口
支持通过 PNOZ m ES 扩展模块实现 Ethernet (诊断/非安全) 和现场总线 (如 PROFINET, PROFIBUS, EtherNet/IP) 连接
编程配置
使用 PNOZmulti Configurator 免费图形化软件在PC上离线配置,通过USB下载
工作温度
-10°C 至 +55°C
安装方式
标准 35 mm DIN导轨 安装
尺寸
90 mm (高) x 127.5 mm (宽) x 121 mm (深)

技术原理与创新价值:

  • 创新点1:图形化配置取代硬接线编程:与传统安全继电器需要复杂的外部接线实现逻辑不同,515120 的核心在于其可配置性。用户使用免费的 PNOZmulti Configurator 软件,通过拖拽预认证的安全功能块(如急停监控、双手控制、监控继电器等)并绘制逻辑图,即可“编程”出所需的安全功能。软件会自动检查逻辑的正确性和完整性,并将配置下载到控制器。这消除了接线错误风险,极大简化了设计和调试。
  • 创新点2:一体化集成与强大诊断:该基础单元高度集成,在单一模块内提供了丰富的安全I/O(20入/7出)、逻辑处理器、显示屏和操作按键。其图形化显示屏不仅能显示运行/停止状态,更能精确指示是哪个具体的安全输入触发了停机(例如“光幕A通道被遮挡”),提供前所未有的诊断透明度,使故障排查从“小时级”降至“分钟级”。
  • 创新点3:模块化扩展与通信能力:作为 PNOZmulti 2 系统的核心,515120 可通过右侧扩展接口连接多种扩展模块,轻松增加额外的安全输入/输出、非安全I/O,或通过 PNOZ m ES 模块集成到上层网络(如PROFINET),实现安全状态远程监控和集成到PLC系统中。这种灵活性使其既能满足小型机器的独立安全控制,也能作为大型设备安全网络中的节点。

应用案例与行业价值:

  • 案例:包装机械行业码垛机器人工作站安全集成
    项目背景:一台高速码垛机器人工作单元需要集成围栏安全门、安全光幕、区域扫描仪和本地急停。客户要求系统达到PL e等级,并希望减少接线、简化维护。
    应用流程:安全系统围绕 PILZ 515120 构建。其安全输入点分别连接双通道安全门锁、光幕的OSSD输出和扫描仪的安全输出;安全输出点控制机器人的安全停机信号和安全接触器。通过配置软件,轻松实现了“门关闭且光幕畅通且无扫描入侵”时允许自动运行,任一条件不满足则安全停机的复杂联锁逻辑。
    带来的改进:相比原方案节省了超过60%的继电器和接线。设备交付后,一次因临时遮挡光幕导致的停机,操作员通过 515120 的显示屏立即看到了“Light Curtain 1 Beam Broken”的明确信息,迅速排除了问题。客户的安全工程师评价:“PNOZmulti 2 (515120) 让我们从繁琐的继电器逻辑图中解放出来。它的配置像画流程图一样直观,调试速度极快。最重要的是,它的诊断功能让操作和维护人员都能快速理解安全系统的状态,这是我们实现高效安全生产的关键工具。”

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相关产品组合方案:

构建完整的 PNOZmulti 2 安全控制系统,以下产品与 515120 基础单元协同工作:
  1. PNOZ m ES:以太网与现场总线扩展模块,使 515120 能够接入PROFINET, EtherNet/IP, PROFIBUS-DP等网络。
  2. PNOZ m EF:安全输入扩展模块,用于增加更多急停、安全门等触点式安全信号接入点。
  3. PNOZ m EL:安全输入/输出扩展模块,混合扩展安全I/O能力。
  4. PNOZ m E1 / E2:非安全输入/输出扩展模块,用于控制指示灯、蜂鸣器等标准设备。
  5. PNOZ m COM:通信模块,用于连接PILZ PSENcode安全编码传感器系统。
  6. PNOZ m B:基础单元扩展模块,用于连接第二个 515120 或其它基础单元,构建更大规模的安全网络。
  7. PNOZmulti Configurator 软件:免费的图形化配置工具,是发挥 515120 全部功能的必备软件。
  8. PSEN系列安全传感器:如 PSENcode 安全门开关、PSENopt 光幕,与 515120 无缝集成,构成完整的安全解决方案。

安装维护与全周期支持:

515120 采用标准的35mm DIN导轨安装,接线通过其前部的可插拔螺钉端子排完成,标识清晰。首次使用前,需使用USB线缆连接PC与控制器,通过 PNOZmulti Configurator 软件进行项目配置和下载。日常运行中,通过其显示屏和指示灯即可监控系统状态。
维护工作主要基于其强大的诊断功能。所有安全功能的激活状态、输入信号状态和故障信息都可通过本地显示屏或网络(如果配置了通信模块)访问。若需修改安全逻辑,只需在软件中离线修改配置并重新下载,无需更改任何物理接线。


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