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發(fā)布日期:2022-04-18 來(lái)源:環(huán)球電氣之家 作者:環(huán)球電氣之家 點(diǎn)擊率:43 品牌:組態(tài)王_Kingview
安全功能安全相關(guān)部分的設(shè)計(jì)步驟 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 機(jī)械有許多危險(xiǎn)源,作業(yè)者靠近危險(xiǎn)源會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)狀況。放任此狀態(tài)不管會(huì)使造成傷害的可能性變大。所以在設(shè)計(jì)階段討論機(jī)械的安全性時(shí),必須在事前把握機(jī)械自身所具有的危險(xiǎn)情況。像這樣把握危險(xiǎn)程度稱為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(Risk Assessment)。 根據(jù)EN1050的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 Determination of the pmit of Machinery 機(jī)械耐用期間對(duì)各階段的要求事項(xiàng) 確定機(jī)械的正確使用方法和動(dòng)作及預(yù)想的誤操作和誤動(dòng)作的機(jī)械界定。 操作者的性別、年齡、使用能力和體能(如視覺/聽覺障礙,身高、體力等)等的限制,確定機(jī)械使用狀況的范圍。 預(yù)想的使用者的訓(xùn)練、經(jīng)驗(yàn)、能力的程度。 機(jī)械給人帶來(lái)危險(xiǎn)的可能性。 發(fā)生了可預(yù)見的機(jī)械危險(xiǎn)時(shí),機(jī)械給人帶來(lái)危險(xiǎn)的可能性。 2.『危險(xiǎn)確認(rèn)』Harzard Identification 確認(rèn)機(jī)械附帶的所有危險(xiǎn)狀態(tài)及危險(xiǎn)情況。如 機(jī)械危險(xiǎn):切斷、卷入、擠壓等危險(xiǎn) 電氣危險(xiǎn):與帶電部分接觸、靜電現(xiàn)象等 高溫危險(xiǎn):與高溫部分接觸、高低溫作業(yè)環(huán)境帶來(lái)的健康危害等,引出預(yù)測(cè)由機(jī)械產(chǎn)生的危險(xiǎn)。 3.『風(fēng)險(xiǎn)推定』Risk Estimation 確認(rèn)了機(jī)械危險(xiǎn)狀態(tài)及危險(xiǎn)情況后,決定風(fēng)險(xiǎn)要素,根據(jù)可『引發(fā)危害的程度』和『概率』推定危險(xiǎn)。 4.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)Risk evaluation 推定風(fēng)險(xiǎn)后,評(píng)價(jià)該風(fēng)險(xiǎn),確定是否有必要降低風(fēng)險(xiǎn)。 必須降低風(fēng)險(xiǎn)時(shí),實(shí)施設(shè)計(jì)變更、安全防護(hù)措施等安全對(duì)策。 5.達(dá)到安全性的反復(fù)處理如下圖所示,反復(fù)實(shí)施第一項(xiàng)到第四項(xiàng)所說(shuō)的步驟,降低風(fēng)險(xiǎn),實(shí)施安全對(duì)策。 6.降低風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)的達(dá)成為了達(dá)到安全性而反復(fù)實(shí)施處理降低風(fēng)險(xiǎn),但當(dāng)如下的條件被確認(rèn)后,降低風(fēng)險(xiǎn)處理也就結(jié)束了。 通過設(shè)計(jì)上的對(duì)策,變更使用危險(xiǎn)性少的材料或設(shè)置安全防護(hù)來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)。 安全防護(hù)設(shè)置確認(rèn)使用時(shí)充分防護(hù)。 安全防護(hù)是作業(yè)者不能無(wú)效化且不能回避的結(jié)構(gòu)。 使用機(jī)械時(shí)向用戶提示充分的信息。 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,萬(wàn)一發(fā)生誤操作也不會(huì)引發(fā)重大危險(xiǎn)。 安全作業(yè)步驟規(guī)定訓(xùn)練要件。 向用戶展示充分的殘存風(fēng)險(xiǎn)的信息。 詳細(xì)規(guī)定殘存風(fēng)險(xiǎn)的保護(hù)工具的必要性及訓(xùn)練要件。 追加預(yù)防措施充分。 安全等級(jí)的核定●基于EN954-1的安全等級(jí) 根據(jù)EN1050評(píng)價(jià)機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)的大小,實(shí)施降低風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策,降低風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策有設(shè)計(jì)及安裝安全裝置的方法。首先是是采取設(shè)計(jì)對(duì)策,根據(jù)右表等級(jí)核定表預(yù)測(cè)的傷害程度(從輕傷到重傷)和發(fā)生該傷害的概率(幾乎沒有到經(jīng)常發(fā)生)這兩個(gè)因素,決定應(yīng)該選擇的等級(jí)。 控制系統(tǒng)的安全相關(guān)部分安全等級(jí),在一臺(tái)機(jī)械的控制電路整體中判定為一個(gè)等級(jí)的情況時(shí),也可以對(duì)每部分進(jìn)行核定。 S:傷害程度(S:Severity of Injury) S1:輕傷(擦傷,碰傷等) S2:重傷(手腳切斷、死亡等) 對(duì)因控制系統(tǒng)的安全性相關(guān)部分故障造成的傷害進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),應(yīng)用最嚴(yán)重的傷害情況考慮,輕傷選擇S1,重傷選擇S2。 F:引起危險(xiǎn)的程度(F:Frequency and/or Exposure Time to the Hazard) F1:偶然發(fā)生時(shí)間短 F2:頻繁發(fā)生時(shí)間長(zhǎng) 例如,作業(yè)者為安裝/拆除工作零件而向周期運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械的工具和工具間必須放入手時(shí)選擇F2,基本不需接近機(jī)械時(shí)選擇F1。 P:避免危險(xiǎn)的程度(P:Possibipty of Avoiding the Hazard) P1:可能 P2:不可避免 對(duì)參數(shù)P的選擇有影響的例子如下。 是否在監(jiān)視下運(yùn)轉(zhuǎn)。 是否有熟練工人負(fù)責(zé)運(yùn)轉(zhuǎn)。 機(jī)械是否伴隨危險(xiǎn)而高速運(yùn)轉(zhuǎn)。 是否有避免危險(xiǎn)的可能性。 系統(tǒng)是否有安全經(jīng)驗(yàn)。 發(fā)生了某種危險(xiǎn)情況后,完全沒有逃避危險(xiǎn)的機(jī)會(huì)時(shí)選P2,有機(jī)會(huì)時(shí)選P1。 危險(xiǎn)評(píng)價(jià)的核定事例適用安全等級(jí)1。 安全等級(jí),運(yùn)行時(shí)為4。 ●基于EN954-1的安全等級(jí)的核定 根據(jù)等級(jí)核定表決定應(yīng)選擇的安全等級(jí)后,電路的設(shè)計(jì)必須滿足如下表各等級(jí)要求的安全功能。 安全等級(jí)有B、1、2、3、4,數(shù)字越大,電路構(gòu)成的安全功能也就越高。發(fā)生重大災(zāi)害可能性高的機(jī)械類其安全相關(guān)部分應(yīng)由屬于數(shù)字大的安全等級(jí)的控制零件和系統(tǒng)構(gòu)成。 作為確保安全的原則,安全等級(jí)2~4一般由包含多個(gè)安全功能零件的子系統(tǒng)構(gòu)成。 換言之,雖然進(jìn)行前項(xiàng)的風(fēng)險(xiǎn)核定,但在設(shè)計(jì)機(jī)械安全相關(guān)部分時(shí),與要降低的風(fēng)險(xiǎn)程度相比,安全相關(guān)部分的安全功能可以有一定程度的超出。 等級(jí)要求事項(xiàng)概要確保安全 性的原則B控制系統(tǒng)的安全性相關(guān)部分應(yīng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、選擇及組裝,使其最低可以承受以下的使用環(huán)境壓力?!钅褪褂铆h(huán)境應(yīng)力舉例如下。●由切斷容量及其頻度決定的可靠性等的預(yù)期動(dòng)作應(yīng)力?!襁x擇耐使用環(huán)境的材料?!駲C(jī)械振動(dòng)、外部磁場(chǎng)、停電、外部干擾之類的外部原因?!駱?gòu)成部件符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。因此,等級(jí)B部分不適用于特別安全對(duì)策,故障時(shí)有可能導(dǎo)致安全功能降低。 1適用等級(jí)B及以下要求事項(xiàng)。屬于等級(jí)1的控制系統(tǒng)的安全性相關(guān)部分應(yīng)當(dāng)是使用經(jīng)過充分研究的部件和充分研究后的安全原理進(jìn)行設(shè)計(jì)和組裝的☆充分研究的部件是以下部件?!襁^去在類似用途上被廣泛使用的部件?!襁m合安全性相關(guān)用途的使用,且可靠性已經(jīng)過驗(yàn)證?!畛浞盅芯康陌踩硎穷愃葡旅嫠e的例子?!穸搪窌r(shí)的熔斷器保護(hù)?!癫考叽缬杏嗔?,通過降額使用等降低故障的發(fā)生概率?!窆收蠒r(shí)電路開路、切斷電源等故障模式的定義?!窆收系脑缙诎l(fā)現(xiàn)?!裨O(shè)備接地等的故障發(fā)生后的對(duì)策。所以,等級(jí)1的故障發(fā)生概率比等級(jí)B低,但故障時(shí)有可能導(dǎo)致安全功能下降。 等級(jí)要求事項(xiàng)概要確保安全 性的原則2等級(jí)B的要求事項(xiàng)及添加充分研究的安全原理的使用,適用以下的要求事項(xiàng)。屬于等級(jí)2的控制系統(tǒng)的安全性相關(guān)部分的安全功能,應(yīng)設(shè)計(jì)成由機(jī)械控制系統(tǒng)以適當(dāng)?shù)拈g隔時(shí)間進(jìn)行檢查。☆由機(jī)械控制系統(tǒng)以適當(dāng)?shù)拈g隔進(jìn)行檢查的設(shè)計(jì),舉例如下。●機(jī)械啟動(dòng)時(shí)和危險(xiǎn)狀態(tài)發(fā)生之前?!袢绻L(fēng)險(xiǎn)核定和運(yùn)轉(zhuǎn)種類的檢查是必要的,運(yùn)轉(zhuǎn)中定期進(jìn)行。檢查的開始自動(dòng)開始、手動(dòng)都可以,但安全功能的檢查是以下內(nèi)容中任意一個(gè)。●檢測(cè)不出故障時(shí),可以運(yùn)轉(zhuǎn)?!駲z測(cè)出故障時(shí),啟動(dòng)適當(dāng)?shù)目刂撇僮鞑⑤敵?,根?jù)此輸出構(gòu)成安全狀態(tài)。不能構(gòu)成安全狀態(tài)時(shí)(例如最終切換裝置內(nèi)的接點(diǎn)熔接),應(yīng)該輸出危險(xiǎn)警報(bào)。檢測(cè)出故障后,安全狀態(tài)需要維持到故障消失。所以等級(jí)2有可能在故障發(fā)生時(shí),檢查與檢查之間失去安全功能。 3等級(jí)B及添加充分研究的安全原理的使用,適用以下要求事項(xiàng)。屬于等級(jí)3的控制系統(tǒng)的安全性相關(guān)部分應(yīng)設(shè)計(jì)成,無(wú)論在哪個(gè)安全性相關(guān)部分中發(fā)生單獨(dú)的故障,都不會(huì)導(dǎo)致安全功能下降。單獨(dú)的故障盡可能在以下要求安全功能時(shí)或之前檢測(cè)出來(lái)?!钤O(shè)計(jì)成單獨(dú)故障不會(huì)導(dǎo)致安全功能下降,舉例如下?!駪?yīng)當(dāng)具備冗余性多樣性。●安全功能的自動(dòng)檢查。所以多個(gè)故障一起發(fā)生時(shí),安全功能有可能不啟動(dòng)。4等級(jí)B及添加充分研究的安全原理的使用,適用以下的要求事項(xiàng)。屬于等級(jí)4的控制系統(tǒng)的安全性相關(guān)部分如下設(shè)計(jì)?!袢魏伟踩韵嚓P(guān)部分中發(fā)生的單獨(dú)故障不會(huì)導(dǎo)致安全功能下降?!裨诤竺娴陌踩δ苓\(yùn)行之前檢測(cè)出單獨(dú)故障?!窦词刮茨軝z出,故障的累積也不會(huì)導(dǎo)致安全功能的下降。
安全等級(jí)的符合確認(rèn) ●安全等級(jí)的符合確認(rèn) 為了根據(jù)EN1050檢查和降低機(jī)械整體潛在的危險(xiǎn),選定基于EN954-1的安全相關(guān)部分的安全等級(jí)。 然后對(duì)機(jī)械整體安全中安全相關(guān)部分是否符合要求事項(xiàng)的確認(rèn)進(jìn)行分析和試驗(yàn)。 分析根據(jù)基于EN954-1的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)想的故障列表進(jìn)行,但是,例如以下的故障,則作為「故障除外事項(xiàng)」的一例排除在外。 ①具有強(qiáng)制斷開動(dòng)作機(jī)構(gòu)的安全開關(guān)的NC接點(diǎn)不分?jǐn)唷?/span> ②具有強(qiáng)制導(dǎo)向接點(diǎn)結(jié)構(gòu)的安全繼電器的NC接點(diǎn)及NO接點(diǎn)同時(shí)處于閉合狀態(tài)。 ③電纜導(dǎo)管等確實(shí)保護(hù)的固定電纜由于外部沖擊造成線間短路。 ④連接部分由絕緣套管等確實(shí)覆 蓋的鄰接的端子間短路。
互鎖裝置 在機(jī)械式.電氣式等裝置中,例如以在防護(hù)裝置未關(guān)閉的狀態(tài)下防止機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)為目的的裝置稱為互鎖裝置。 在互鎖的相關(guān)規(guī)定中,關(guān)于防護(hù)裝置的規(guī)定在EN953中、關(guān)于隨付在防護(hù)裝置上的連動(dòng)裝置的規(guī)定在EN1088中、處理從連動(dòng)裝置發(fā)出的信號(hào)使機(jī)械停止的方法的規(guī)定在EN954-1中分別進(jìn)行了規(guī)定。在此,根據(jù)EN1088,將與安全限位開關(guān)和安全門開關(guān)之類的防護(hù)裝置連動(dòng)的互鎖零件及其裝置的要點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。 互鎖裝置的作用 需要安全性的機(jī)械設(shè)備如圖1所示,由「控制部」及「動(dòng)作部」構(gòu)成。此外,「動(dòng)力控制要素」使控制部和動(dòng)作部產(chǎn)生關(guān)聯(lián),「機(jī)械可動(dòng)部」通過防護(hù)裝置進(jìn)行防護(hù)量實(shí)施互鎖。只有收到從互鎖裝置發(fā)出的安全確認(rèn)信號(hào),從控制部發(fā)出的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)指令后,才會(huì)向動(dòng)作控制要素供給電能量。 如下圖所示,互鎖裝置的作用是將確認(rèn)安全后的結(jié)果傳輸給動(dòng)力控制要素。在時(shí)序裝置不會(huì)對(duì)互鎖裝置產(chǎn)生不良影響的條件下,安全信號(hào)也會(huì)傳輸給時(shí)序裝置。也就是說(shuō),互鎖裝置(安全相關(guān)部分)與時(shí)序裝置(非安全相關(guān)部分)是分別獨(dú)立的關(guān)系。在國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)中,控制部由安全相關(guān)部分和非安全相關(guān)部分組成,在結(jié)構(gòu)上,必須使非安全相關(guān)部分無(wú)論在正常時(shí)和異常時(shí)都不會(huì)對(duì)安全相關(guān)部分產(chǎn)生影響。
互鎖裝置的分類 互鎖裝置根據(jù)互鎖方式不同,分類如下。 1. 互鎖方式 ●控制互鎖方式 通過將互鎖裝置發(fā)出的停止信號(hào)輸入電磁繼電器等控制系統(tǒng),使控制系統(tǒng)切斷或分離向機(jī)械可動(dòng)部分供應(yīng)能量的方式。 ●動(dòng)力互鎖方式 通過互鎖裝置發(fā)出的停止信號(hào),直接切斷或分離向機(jī)械可動(dòng)部分供應(yīng)能量的方式。 2. 防護(hù)裝置鎖定方式 ●非上鎖方式 始終能開關(guān)防護(hù)裝置,在開狀態(tài)下輸出停止信號(hào)。 ●上鎖方式 ①無(wú)條件鎖定解除方式 操作人員任何時(shí)候都能解除防護(hù)鎖,但鎖定解除時(shí)間應(yīng)當(dāng)比危險(xiǎn)性消除時(shí)間更長(zhǎng)。 ②有條件鎖定解除方式 由于一定時(shí)限后或危險(xiǎn)性消失(旋轉(zhuǎn)零檢測(cè)等),在滿足一定條件后機(jī)械的危險(xiǎn)狀態(tài)消除后,能夠解除防護(hù)裝置鎖定的方式。 3. 上鎖解鎖方式 根據(jù)以防護(hù)裝置上鎖解鎖為目的的操作機(jī)構(gòu)不同,其分類如下。 ●彈簧上鎖動(dòng)力解鎖方式(在歐姆龍,被稱為機(jī)械鎖定/電磁解鎖方式)。 ●動(dòng)力上鎖彈簧解鎖方式(在歐姆龍,被稱為電磁鎖定/機(jī)械解鎖方式)。 ●動(dòng)力上鎖動(dòng)力解鎖方式 注1. 在特定用途中,若能保證同等水平的安全性,也可使用「動(dòng)力上鎖、彈簧解鎖」或「動(dòng)力上鎖、動(dòng)力解鎖」,但以鎖定為目的的零件(鎖簧)原則上必須采用「彈簧上鎖動(dòng)力解鎖」方式。
互鎖裝置的設(shè)計(jì) 使用安全限位開關(guān)和安全門開關(guān)設(shè)計(jì)互鎖裝置時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮以下事項(xiàng)。 ●使用機(jī)械位置檢測(cè)開關(guān)時(shí) ①使用1個(gè)機(jī)械位置檢測(cè)開關(guān)設(shè)計(jì)互鎖裝置時(shí),必須使用正動(dòng)作(強(qiáng)制斷開動(dòng)作機(jī)構(gòu))的開關(guān)。 ②使用2個(gè)機(jī)械位置檢測(cè)開關(guān)設(shè)計(jì)互鎖裝置時(shí),通過使用負(fù)動(dòng)作(非強(qiáng)制斷開動(dòng)作機(jī)構(gòu))和正動(dòng)作(強(qiáng)制斷開動(dòng)作機(jī)構(gòu))的開關(guān),以實(shí)現(xiàn)避免共同原因故障的設(shè)計(jì)。 注. 關(guān)于負(fù)動(dòng)作和正動(dòng)作,請(qǐng)參見57頁(yè)。 ●檢測(cè)開關(guān)的安裝 ①可通過緊固拆卸工具進(jìn)行。 ②通過長(zhǎng)孔進(jìn)行的安裝僅限初期調(diào)整時(shí),調(diào)整后為了避免位置錯(cuò)誤,使用銷釘?shù)冗M(jìn)行定位,使其在更換時(shí)無(wú)須再調(diào)整。 ③開關(guān)動(dòng)作時(shí)的防護(hù)裝置移動(dòng)量應(yīng)在不妨礙防護(hù)裝置防護(hù)效果的范圍內(nèi)。 ④機(jī)械的動(dòng)作范圍應(yīng)為開關(guān)的規(guī)定動(dòng)作范圍。 ⑤請(qǐng)不要將其用作機(jī)械制動(dòng)器。 ⑥安裝在不會(huì)受外部損傷的場(chǎng)所,根據(jù)需要實(shí)施保護(hù)措施。 ⑦應(yīng)裝于便于維護(hù)檢查的位置。 ●減少因共同原因引起的故障 開關(guān)冗余化時(shí),使用負(fù)動(dòng)作和正動(dòng)作開關(guān)等,來(lái)作為避免因共同原因引起的故障。
互鎖裝置的選擇 在選擇互鎖裝置時(shí),應(yīng)全面考慮機(jī)械的使用條件及潛在危險(xiǎn)性及評(píng)價(jià)對(duì)機(jī)械的接近停止時(shí)間及接近頻度等后進(jìn)行選擇。 1. 停止時(shí)間及接近時(shí)間 操作員到機(jī)械的危險(xiǎn)區(qū)域的到達(dá)時(shí)間(接近時(shí)間)比機(jī)械的停止時(shí)間快,必須選擇鎖定式互鎖裝置。 2. 接近頻度(防護(hù)裝置的開關(guān)頻度) ①高頻度開關(guān)時(shí),在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,盡量選擇防護(hù)裝置開閉影響較小的產(chǎn)品。 ②在裝入自動(dòng)檢測(cè)電路的互鎖裝置中,開關(guān)頻度低的話功能確認(rèn)的頻度也會(huì)降低,故障未能檢測(cè)的概率也增加了,所以請(qǐng)?jiān)黾訋l件的鎖定解除等措施。
互鎖裝置的控制要件 關(guān)于與可動(dòng)防護(hù)裝置對(duì)應(yīng)的互鎖裝置,需要滿足以下的控制條件。[EN292-1] ①關(guān)閉可動(dòng)防護(hù)裝置,被防護(hù)裝置包圍的機(jī)械才可以運(yùn)轉(zhuǎn)。此外,無(wú)法通過關(guān)閉防護(hù)裝置來(lái)使其自動(dòng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)際啟動(dòng)時(shí),需在所有其他啟動(dòng)條件均具備后,按下啟動(dòng)按鈕才能再次啟動(dòng)。 ②在被防護(hù)裝置覆蓋的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程中打開防護(hù)裝置時(shí),機(jī)械會(huì)輸出停止信號(hào)。也就是說(shuō)只要未檢測(cè)到防護(hù)裝置的關(guān)閉狀態(tài),就不允許機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。
故障時(shí)的基本安全功能 電氣設(shè)備的故障或混亂可能導(dǎo)致危險(xiǎn)狀態(tài),損傷機(jī)械和加工中的加工件,此時(shí)需要采取適當(dāng)方法,將危險(xiǎn)發(fā)生概率控制在最小限度內(nèi)。這里根據(jù)EN60204-1,對(duì)于在安全等級(jí)中使用時(shí)將故障時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)控制在最小限度的主要方法,舉列加以說(shuō)明。 使用已認(rèn)證的電路技術(shù)和部件 Use of Proven Circuit Techniques and Components ●應(yīng)考慮到接地故障的基本電路結(jié)構(gòu)。 以下所示的是有代表性的方法的例子。 基本電路結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)安全電路時(shí),在結(jié)構(gòu)上的主要注意點(diǎn)如下所示。 1.安全電路中的繼電器接點(diǎn),應(yīng)為線圈無(wú)勵(lì)磁時(shí)開路。 2.隔離變壓器2次側(cè)的安全電路其一側(cè)的線需要接地。 3.安全電路中所有的線圈盡量靠近接地側(cè)的線,并直接連接。 4.安全電路中必須安裝熔斷器。 全部含有上述項(xiàng)目的安全電路的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。 在開關(guān)線A上出現(xiàn)了接地障礙時(shí),熔斷器將熔斷,切斷電路。 線圈B已接地,所以沒有接地故障。
接地故障的事例 安全電路沒有接地時(shí) 2個(gè)接地故障會(huì)繞開開關(guān),機(jī)械可能會(huì)有突然啟動(dòng)而無(wú)法停止的危險(xiǎn)。 在安全電路2次側(cè)變壓器的中點(diǎn)接地時(shí) 1個(gè)接地障礙會(huì)對(duì)繼電器線圈施加50%的電壓,可能使機(jī)械不能停止。
●應(yīng)設(shè)計(jì)成在不通電時(shí)能立即停止控制電路和電力電路。 詳細(xì)內(nèi)容,請(qǐng)參見「(8)緊急停止」項(xiàng)。
●應(yīng)使用已取得安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定的零件。 所謂取得安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定,是指取得T等第三方機(jī)關(guān)進(jìn)行的認(rèn)證。
●應(yīng)使用切實(shí)進(jìn)行開路動(dòng)作的安全開關(guān)。 取得上述標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的產(chǎn)品上有 標(biāo)志。
定期實(shí)施功能試驗(yàn) Functional Tests 特別是與安全相關(guān)的功能試驗(yàn)的實(shí)施可自動(dòng)通過控制系統(tǒng)進(jìn)行,或依靠手動(dòng)檢查或試驗(yàn)進(jìn)行。 實(shí)施時(shí)間為開始作業(yè)時(shí)及需要一定的時(shí)間。檢測(cè)到故障時(shí),在查明其原因前,不得再次啟動(dòng)機(jī)械。
應(yīng)具備冗余性 Provisions of Redundancy 通過部分或整體配備的冗余性(重復(fù)性),可將電氣電路的1個(gè)故障發(fā)生危險(xiǎn)的概率控制在最小限度。 例如,由于2個(gè)以上的繼電器或開關(guān)并列組合,即使1個(gè)發(fā)生故障,另一個(gè)也能代行整體功能的電路示例如下。
多樣性的使用 Use of persity 由于在冗余性,同一種類的設(shè)備,在同樣條件下,可能同時(shí)發(fā)生故障。因此,可通過使用各種動(dòng)作原理的控制電路和各種類型的裝置或零件,能降低共同障礙及故障的概率。 作為這種多樣性的手段,有如下幾種。 ●將NC接點(diǎn)和NO接點(diǎn)組合,由保護(hù)門使其動(dòng)作。 ●將不同類型的控制零件用于電路中。 ●將機(jī)電電路和電子電路組合,形成具有冗余性的結(jié)構(gòu)。
在界面繼電器電路中的自動(dòng)檢測(cè) Self-Monitoring by Interface-Relay Circuit 將電力供應(yīng)給使復(fù)位開關(guān)動(dòng)作的接觸器時(shí),將自動(dòng)檢測(cè)是否有因界面用并列繼電器電路引起的故障,無(wú)論有什么故障,啟動(dòng)動(dòng)作都將停止,使電路切斷,這是一種安全控制電路。 由繼電器裝置構(gòu)成的自動(dòng)檢測(cè)電路示例
單一故障檢測(cè) Detection of Single-fault 編程序控制器一般用于安全相關(guān)功能的監(jiān)視,或定期功能試驗(yàn)及備份。此外,可編程控制器需要使用IEC61131的合格品。 下列表示的是使用了可編程控制器的單一故障檢測(cè)的基本電路的示例。
打開門后,開關(guān)S1會(huì)解除向可編程控制器輸入的輸入信號(hào),切斷電源。 在發(fā)生故障時(shí),開關(guān)S2具有能使危險(xiǎn)動(dòng)作停止的安全保護(hù)功能。因此,開關(guān)S2必須是具有強(qiáng)制斷開功能的安全開關(guān)。 要開關(guān)1個(gè)電力負(fù)載電路必須有1個(gè)電力接觸器。
短路保護(hù)的檢測(cè)Detection of Short-circuit 以動(dòng)作中的控制回線為例,因夾握、高溫沖擊、酸等引起的損傷,可能會(huì)造成安全控制電路引線上的開路或短路。 安全控制電路上如果備有短路保護(hù),就可以檢測(cè)這些影響。要配備短路保護(hù),以下是前提條件。 1) 必須是分別具有NC接點(diǎn)的2通道輸入的安全控制電路。 2) 在各個(gè)通道間,應(yīng)產(chǎn)生電位差。以下是具有短路保護(hù)功能的電路示例。
緊急停止Emergency Stop 緊急停在的要求事項(xiàng)如下所示。 ●緊急停止裝置 1. 緊急停止裝置應(yīng)配置在操作人員控制的各個(gè)控制站及需要緊急停止的其他操作站上。 2. 配置的位置,應(yīng)是將機(jī)械分為多個(gè)緊急停止區(qū)域,操作人員能方便進(jìn)行目測(cè),方便接近,并且操作時(shí)不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的位置。 3. 緊急停止功能應(yīng)優(yōu)先于所有功能及所有模式下的操作。 4. 應(yīng)備有停止級(jí)別0或級(jí)別1的停止功能。該級(jí)別的選擇應(yīng)根據(jù)機(jī)械的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估決定。 停止功能的分類 ●停止級(jí)別0:(Stop Category 0) 通過立即直接切斷機(jī)械驅(qū)動(dòng)部的電源使其停止的級(jí)別(例如直接切斷主電源)不控制的停止。 ● 停止級(jí)別1:(Stop Category 1) 通過控制電路發(fā)出的運(yùn)轉(zhuǎn)停止指令,啟動(dòng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)部的停止功能(例如制動(dòng)器),隨后由停止供電(例如切斷控制電路電源)的級(jí)別控制停止。 ●停止級(jí)別2:(Stop Category 2) 保持向機(jī)械傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)部供電的狀態(tài)下停止。 5. 不應(yīng)僅靠可編程控制器構(gòu)成緊急停止電路。特別在停止級(jí)別0的緊急停止中,不能使用可編程控制器。 6. 有多個(gè)緊急停止裝置時(shí),在所有動(dòng)作后的緊急停止設(shè)備復(fù)位之前,不應(yīng)恢復(fù)電路。此外,也不能通過復(fù)位進(jìn)行再啟動(dòng)。 7. 緊急停止裝置請(qǐng)不要用作安全防護(hù)裝置或安全設(shè)備類的代替手段。至多可以用作備份手段。
●緊急停止設(shè)備 1. 形式 具有代表性的緊急停止設(shè)備有如下的形式 ●按鈕操作開關(guān) ●拉線操作開關(guān) 2. 要求事項(xiàng) ●電氣接點(diǎn)應(yīng)備有強(qiáng)制斷開動(dòng)作機(jī)構(gòu)。 ●備有保持機(jī)構(gòu),在手動(dòng)復(fù)位之前,停止位置應(yīng)被機(jī)械保持。 ●操作部為紅色,蘑菇型,背后的底色和周圍應(yīng)該為黃色。 ●將金屬線作為驅(qū)動(dòng)器使用時(shí),應(yīng)注意以下事項(xiàng)。 1)在發(fā)出緊急停止信號(hào)之前的金屬線變位量 2)最大變位量 3)金屬線和最短位置上的機(jī)械之間的空間距離 4)操作中需要的力量 5)應(yīng)當(dāng)使用標(biāo)志標(biāo)記等使操作人員便于確認(rèn)。 6)應(yīng)在金屬線斷開、脫落時(shí)自動(dòng)發(fā)出緊急停止信號(hào)。
存在檢測(cè) 安全的基本點(diǎn) 安全的基本點(diǎn)可大致分為以下2類。 1.在確認(rèn)安全之前,不啟動(dòng)機(jī)械設(shè)備。 2.檢測(cè)到危險(xiǎn)后停止機(jī)械。 為了確保安全,需要采取能檢測(cè)作業(yè)者侵入危險(xiǎn)區(qū)域及存在于危險(xiǎn)區(qū)域,并能排除危險(xiǎn)的安全策略。
安全要求事項(xiàng) 對(duì)于存在檢測(cè)的要求事項(xiàng),以下列各項(xiàng)在各國(guó)各種標(biāo)準(zhǔn)指南中都有規(guī)定。 「關(guān)于機(jī)械總括性安全標(biāo)準(zhǔn)的方針」:厚生勞動(dòng)省附表2 對(duì)于機(jī)械的危險(xiǎn)源的安全防護(hù)方法 若勞動(dòng)者為了作業(yè)可能通過開口部分全身進(jìn)入安全防護(hù)區(qū)域內(nèi)時(shí),應(yīng)設(shè)置能檢測(cè)該安全防護(hù)區(qū)域內(nèi)勞動(dòng)者的裝置。 ANSI/RIA R15.06:美國(guó)機(jī)器人相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn) 第10.4.7項(xiàng) 啟動(dòng)及再啟動(dòng) 作業(yè)人員在安全防護(hù)區(qū)域內(nèi)時(shí),必須保護(hù)作業(yè)人員免受機(jī)器人/機(jī)器人系統(tǒng)錯(cuò)誤啟動(dòng)/再啟動(dòng)而造成的傷害。(中略)將安全防護(hù)區(qū)域明確標(biāo)識(shí),無(wú)法進(jìn)行單元啟動(dòng)及再啟動(dòng)時(shí),需要有檢測(cè)在不可見位置作業(yè)的人員的方法。值得推薦的方法是自動(dòng)檢測(cè)。(后略) EN201:歐洲注射成型機(jī)安全標(biāo)準(zhǔn) 第5.3.1項(xiàng) 作業(yè)人員可能全身進(jìn)入可動(dòng)防護(hù)裝置和金屬零件部之間時(shí),應(yīng)設(shè)置檢測(cè)作業(yè)人員存在的設(shè)備。
檢測(cè)方式 檢測(cè)存在的方式,大致可分為以下2種方式。 (1)反射光方式 特長(zhǎng):防護(hù)區(qū)域可比較自由的設(shè)定。 (2)壓力檢測(cè)方式 特長(zhǎng):具有優(yōu)秀的耐環(huán)境能力。
安全距離 即使人體侵入安全區(qū)域,在到達(dá)危險(xiǎn)部之前,機(jī)械必須停止。 在機(jī)械危險(xiǎn)部和保護(hù)裝置之間必須間隔的最短距離稱為安全距離。 關(guān)于必須的安全距離的計(jì)算,請(qǐng)參見62頁(yè)。
動(dòng)作原理 安全墊 如圖1所示,因作業(yè)人員腳部踏入,接觸內(nèi)部2塊板,通過控制器進(jìn)行檢測(cè),輸出。
激光掃描儀 如圖2所示,發(fā)射激光束,碰到周圍物體后反射,由受光之前的時(shí)間來(lái)計(jì)算距離。
雙手控制器 作為防止作業(yè)人員接近處于危險(xiǎn)狀態(tài)的危險(xiǎn)區(qū)域的防止策略之一,可使用將雙手操作裝置設(shè)置在特定位置的方法。 作為雙手操作裝置的設(shè)計(jì)指南,可使用EN574(ISO13851),在此將根據(jù)EN574「雙手操作設(shè)備功能方面設(shè)計(jì)的原則」,來(lái)說(shuō)明設(shè)計(jì)雙手操作設(shè)備時(shí)的主要安全要求事項(xiàng)。 (注)實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。 1. 主要特性 根據(jù)應(yīng)具備的特性,類型特性,可分為類型I、II及III,在此將就作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果,使用安全等級(jí)3及4的類型III的主要特性進(jìn)行記述如下。 (1)應(yīng)通過雙手使用同時(shí)啟動(dòng)。 (2)應(yīng)通過2個(gè)輸入信號(hào)來(lái)輸出1個(gè)輸出信號(hào)。 (3)一方或兩方輸入信號(hào)OFF時(shí),輸出信號(hào)也OFF。 (4)2輸入信號(hào)OFF的條件應(yīng)是輸出信號(hào)的再啟動(dòng)條件。 (5)應(yīng)在將兩輸入信號(hào)的時(shí)間差限制在0.5秒以下的基礎(chǔ)上,能同時(shí)啟動(dòng)輸出。 (6)偶發(fā)啟動(dòng)及無(wú)效化防止:請(qǐng)參見第2項(xiàng)。 2. 偶發(fā)啟動(dòng)及無(wú)效化防止 2.1單手進(jìn)行的無(wú)效化防止 兩個(gè)啟動(dòng)設(shè)備間,水平距離應(yīng)相隔260mm以上(內(nèi)尺寸)。(注)在兩個(gè)啟動(dòng)設(shè)備間設(shè)置屏蔽物,但無(wú)效化防止還有其他 方法。 2.2通過單側(cè)手腕的手和肘部的無(wú)效化防止 兩個(gè)啟動(dòng)設(shè)備間,應(yīng)水平距離550mm以上(內(nèi)尺寸)。 (注)在兩個(gè)啟動(dòng)設(shè)備間設(shè)置屏蔽物,但無(wú)效化防止還有其他方法。 2.3前腕及肘部的無(wú)效化防止 設(shè)置蓋或框 2.4單手及身體其他部分的無(wú)效化防止 通過單手和身體其他部分(肘部、腰等)進(jìn)行無(wú)效化的防止,應(yīng)在距離地面或操作平面1100mm以上的地方設(shè)置啟動(dòng)裝置。 (注)安全距離 2.5代表性結(jié)構(gòu)示例 按照從2.1項(xiàng)到2.3項(xiàng)的注意事項(xiàng)組成的雙手操作設(shè)備的代表性結(jié)構(gòu)示例如圖1所示。
3. 連接電路示例 3.1使用安全繼電器單元的連接電路示例 使用雙手操作設(shè)備用安全繼電器單元(G9SAT-H301)及按鈕開關(guān)(A22)的連接電路示例如80頁(yè)所示。 3.2使用安全控制器的連接電路示例 以下圖所示的鉚接機(jī)作為例,使用安全控制器(F3SX)、安全光幕(F3SN-A)及按鈕開關(guān)(A22)的連接電路示例如81頁(yè)所示。 |
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