一、问题描述
某来汽车合肥工厂焊装车间主要生产白车身侧围总成，其中某ABB机器人焊接工作站因空间紧凑、节拍快，每天需要维护人员多次进入围栏内更换焊钳电极帽、清理飞溅。原有安全系统为某品牌非接触式电磁锁，存在两个突出问题：
- 电磁干扰导致假锁：附近大功率变频器和焊机工作时，偶尔触发电磁锁误解锁信号，PLC误判门已关，机器人自动启动，曾造成轻微工具碰撞。
- 钥匙管理混乱：多个维修班组共用同一组安全钥匙，存在忘拔钥匙、错拔钥匙现象，曾出现人员还在站内，外部人员误将钥匙拔出并送入控制室，造成安全回路失效。
车间安全工程师李响（为便于阅读保留姓氏，实际可通用）在内部评审中指出：“我们需要的不是简单的门锁，而是一个有强制逻辑、钥匙可追溯、能与PLC深度交互的联锁系统。” 2024年3月，某来设备部门正式立项改造。
二、沟通对接
项目启动后，皮斯安（广州）安全技术有限公司华东区技术经理张维（皮斯安方负责人）带领团队前往合肥工厂，与以下人员进行了三次关键对接：
- 安全部负责人王工：要求系统符合ISO 13849-1 PL d等级，且必须保留机械钥匙的独立备份。
- 设备部工程师刘工：要求兼容现有西门子S7-1500 PLC，开关量信号响应时间不超过50ms，且故障时能自动导向安全状态。
- 生产班组长赵班长：提出钥匙携带不方便、开关门动作要直观，不能增加开门前的复杂操作步骤。
皮斯安团队现场测绘了门体、围栏间隙以及原有电缆走向，并提交了《PSA-9000与现场电磁兼容性预评估报告》，承诺提供两把不同编码的安全钥匙，并额外增加一把“管理钥匙”用于应急旁路。某来方要求所有钥匙必须刻上工位编号，防止串用。
三、解决过程
1. 方案设计与选型
皮斯安最终选用 PSA-9000 系列安全联锁控制器（主控模块型号 PSA-920C）搭配 PSA-EL10 电磁执行头 和 PSA-K3 机械编码钥匙盒。系统核心逻辑如下：
- 当工作站自动运行模式时，电磁执行头保持吸合，钥匙无法拔出。
- 维修人员需在外部面板先按“请求进入”按钮，PLC收到请求后停止机器人、关断伺服驱动，并反馈“允许开门”信号给PSA-920C。
- 此时电磁执行头断电，维修人员方可拔出钥匙，用该钥匙打开机械门锁。
- 进入后，必须将钥匙插回内部“占用中”钥匙盒，才能启动内部急停复位；出来时则反向操作，确保不会同时有两把钥匙在外。
2. 安装调试中的难点与解决
- 难点1：现场焊机干扰导致电磁执行头偶发抖动。皮斯安工程师将控制电缆改为双屏蔽对绞线，并在PSA-920C输入端增加RC滤波器，干扰消失。
- 难点2：某来要求开门后机器人必须瞬时断电，但PLC扫描周期较长。最终采用PSA-920C直接输出一路硬线信号至机器人安全继电器（安全等级 SIL 2），绕过PLC，实现断电时间<20ms。
- 难点3：班组长反映钥匙盒在手套操作时不好插拔。皮斯安重新设计钥匙导向槽，并提供加长手柄的钥匙原型，某来现场测试通过后小批量定制。
3. 培训与文件移交
皮斯安（广州）安全技术有限公司为某来提供了：
- 中英文双语《PSA-9000操作卡》及二维码扫码视频教程。
- 钥匙台账模板（含每次拔钥匙自动记录时间戳功能，通过PSA-920C的RS485口连接车间MES系统）。
- 故障诊断指南：常见报警码如E-12（钥匙未归位）、E-27（外部允许信号超时）及对应处理流程。
四、应用效果
截至2024年12月，该联锁系统已在某来汽车合肥工厂焊装车间4条产线、共27个机器人工作站完成部署。主要收益包括：
- 安全指标：连续9个月无因人员进入引发的设备误启动事件，安全巡检扣分项归零。
- 效率指标：因钥匙错拔或锁具故障导致的平均单次停线时间从原来的23分钟降至4分钟。
- 管理提升：钥匙电子台账可追溯每次开关门的人员与时间，解决了之前交接班责任不清的问题。
某来汽车车身车间高级经理王磊（某来方代表）评价：“皮斯安Pro系统把‘联锁’从一句口号变成了硬约束，而且服务响应很快。我们后续的总装车间淋雨测试线也会考虑采用同样方案。”
五、结语
皮斯安Pro安全联锁系统（PSA-9000系列）通过在某来汽车焊装车间的真实应用，证明了其在复杂电磁环境、高频率人工介入场景下的可靠性与实用性。系统以强制顺序联锁为核心，配合可追溯钥匙管理和与PLC的快速硬线交互，有效解决了传统安全门锁的漏洞。该案例可为同类汽车制造企业的高风险工位安全改造提供参考。