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皮尔磁:安全小百科之安全防护装置 
(发布日期:2018/12/4 15:30:42) 来源:皮尔磁
 

11月初发生在重庆万州的公交坠江事故,在社会上引起了广泛关注,根据公安机关还原的事件真相,事故起因是乘客和驾驶员之间发生了激烈的肢体冲突,导致车辆失控,最终酿成悲剧。

如果那位乘客能够保持理智,如果那位驾驶员心里有一盏安全的警示灯,也许悲剧就不会上演。但是寄希望于人能够及时控制自己的行为,避免事故的发生,显然是不靠谱的。在司机位增加防护隔离装置,可能是当前最直接且有效的一种解决办法。

 

安全防护应该怎么做?

不管是在生活中,还是在工业生产中,对潜在的风险进行充分的评估,采取必要的措施,比如安装合适的防护设备,设计安全控制系统等来降低风险,都是十分必要的。

看似简单的安全防护,其实有大学问。

 

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图1,防护装置提高生产安全性

 

固定防护?可移动防护?”

防护,顾名思义,就是用来保护人们免受机器的伤害。在一些情况下,防护措施也可以同时保护机器的生产过程,不被人为干扰。比如,避免靠近机器的人随意中断时间要求苛刻的生产过程。

对于工厂新购置的机器,到底是加装固定的防护还是可移动的防护呢?主要决定因素是人员出入危险区的频率。

·         如果仅需要在维护和过程校正阶段进入危险区,并且防护装置的拆除和更换也比较容易,这种情况适合安装固定的防护装置;

·         如果生产过程需要干预,而且可预见的人员进出频率高于一周一次,或者固定防护装置的拆除和更换比较困难,则应安装可移动的防护装置。

不同类型的防护设备适用情境不同,成本也有差异,应根据现场情况“因地制宜”,选择合适的防护设备。

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图2,安全门防护装置

 

防护装置的安全控制

根据评估,如果确定要安装的是可移动的防护装置,那么接下来就需要根据EN62061或EN ISO13849-1确定相应联锁的安全等级(SIL或PLr),然后设计控制系统,并进行验证。

传感器比如带有防护锁定的安全联锁开关作为控制系统的输入,用来检测防护装置的位置。防护锁定功能会根据检测结果做出判断,当危险的动作停止后,防护装置才能开启。防护装置可与联锁装置相关联,当安全门被打开时,连锁装置确保危险的机器功能停止并有效防止意外重启。

需要注意的是,如果通过风险评估确认存在人员受困的风险,那么安全门的防护锁定装置必须带有逃生释放功能,避免在电源供应失效等故障时无法打开安全门。电源失效期间,如安全门处于关闭状态,控制系统无法发出解锁命令,身处危险区的人可以通过主动操作打开防护锁定装置,当然,前提是操作员必须经过培训,并清楚如何操作机械释放的功能。

 

故障屏蔽

当采用传感器监控移动防护装置时,需要关注的问题是当传感器串联到诊断评估设备,是否串联数量越多,达到的诊断覆盖率就越高?

来看如下案例:

1. 三个安全门传感器串联到一个评估设备上,初始状态所有安全门都在关闭状态,继电器输出为“on”,机器开始运行。

image006.jpg

2. 左侧的安全门与N/C触点的开关线路发生短路,此时,故障不会被检测到,机器继续运行。

image008.jpg

 

3. 左侧的安全门被打开,向继电器发出信号。在信号的切换比较期间,继电器发现了信号不一致,切换到故障状态:安全门关闭,机器无法重新启动。

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4. 如果最右侧的安全门被打开,继电器检测到条件正常,故障状态被重置,安全门依次关闭,机器准备就绪处于可启动状态。但是短路的故障依然存在。

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以上描述的是安全电路中无法检测的故障,专业术语叫故障屏蔽。此时,如果安全电路中故障增多,整个安全门系统就会失效。

机械开关和磁性接近开关必须考虑此类故障屏蔽,受限于故障屏蔽的可能性,开关能达到的最大诊断覆盖率(DC)也是受限制的,从而影响了安全功能以及可达到的性能等级PL。

一对独立接入安全控制器的联锁开关,其最高诊断覆盖率可达99%。根据ISO/TR24119,一组串联的开关其最大诊断覆盖率,则取决于开关的数量以及它们的操作频率。

只有具有内部诊断回路以及基于RFID技术带有OSSD输出的开关,才能免除故障屏蔽的影响。比如,安全功能要求达到PLe级,则必须采用具有一体化故障检测技术的开关,才不会发生故障屏蔽现象,串联的安全开关组成的安全回路,其DC和PL也不会受影响。

皮尔磁作为自动化领域的安全大使,始终致力于为用户带来最适合的解决方案。

 

 

 

 

 

 

 

皮尔磁中国

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