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(jié)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(yīng)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(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)，可對生產(chǎn)線中發(fā)生的（反應(yīng)性）退火和（熱浸）涂層工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室模擬。模擬裝置主要用于工藝改進(jìn)和新產(chǎn)品開發(fā)。
為滿足過程工業(yè)設(shè)備所面臨的苛刻條件，surtec-research的控制系統(tǒng)供應(yīng)商選用了節(jié)省空間、高度集成的WAGO-I/O-SYSTEM750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(jì)中葉。150多年后，這一既定流程仍然有必要進(jìn)一步改善。特別是在汽車制造中，使用的鋼板由于強(qiáng)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(jìn)行鍍層，該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人BjrnBeiner解釋道。在整個行業(yè)中克服這些挑戰(zhàn)意味著事先在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)下對新合金、氣體環(huán)境、溫度曲線和流程進(jìn)行測試。
為此，位于杜塞爾多夫的SurtecResearch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(shè)計了完整的自動化系統(tǒng)。主要挑戰(zhàn)在于將鍍鋅設(shè)備中的連續(xù)直通過程轉(zhuǎn)換為浸涂過程，以便隨后將實(shí)驗(yàn)室結(jié)果一對一地轉(zhuǎn)化到生產(chǎn)中。
“我們利用WAGO-I/O-SYSTEM收集設(shè)備傳感器、開關(guān)及執(zhí)行器提供給我們的所有數(shù)據(jù)。”
Bjrn Beiner， 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人
WAGO-I/O-SYSTEM作為中央通信網(wǎng)絡(luò)
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(luò)，該網(wǎng)絡(luò)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(guān)重要，因?yàn)榇藭r鋼表面上會形成精確定義的氧化層。
Beiner：“為了獲得穩(wěn)定的鍍層，首先需要對材料表面進(jìn)行精確的預(yù)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(yīng)性和毒性的一氧化碳，因而控制系統(tǒng)的防爆和安全技術(shù)十分重要。
正因?yàn)槿绱耍擁?xiàng)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(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(shí)驗(yàn)室設(shè)施造成任何損壞。對設(shè)備采取廣泛的保護(hù)措施，確保裝有液態(tài)鋅的坩堝與其上方感應(yīng)爐之間的螺栓連接都可以通過電子固定蓋板加以保護(hù)，防止被意外觸碰。
安全和防爆作為功能單元
“壓力開關(guān)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(xiàng)目負(fù)責(zé)人Beiner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(shù)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。“我們的客戶對防爆的要求不斷提高–需要完全滿足本質(zhì)安全要求”，Beiner說道。
與過去使用的經(jīng)典隔離端子相比，萬可技術(shù)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)Beiner的經(jīng)驗(yàn)，“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(guān)柜來講。”開關(guān)柜有著嚴(yán)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(yīng)用的理想之選。
此系統(tǒng)中最為重要的是為開關(guān)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(fēng)險，達(dá)到SIL3、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(guān)、安全門開關(guān)、模式選擇開關(guān)和安全傳感器。
故障安全輸入模塊應(yīng)位于2區(qū)。此模塊集安全功能與防爆保護(hù)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(gòu)成所有數(shù)據(jù)的終點(diǎn)站，收集安全相關(guān)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(guān)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(guān)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。