機(jī)械防護(hù)中的安全回路應(yīng)用(四)
陳海生。
轉(zhuǎn)載。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):
ISO 13849-1,機(jī)械安全控制系統(tǒng)全相關(guān)部件 設(shè)計(jì)原則(GB/T 16855.1),機(jī)械防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)都是安全部件組合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),從輸入(input)到邏輯處理(logic)再到輸出(output)組成的一個(gè)控制回路,這些控制回路通過以上這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)。
一.設(shè)備的安全按照國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)分成5類
B,1,2,3,4個(gè)等級(jí),4級(jí)最高,B級(jí)最低,一般B和1級(jí)是需要安全可靠的元器件來控制設(shè)備,而2級(jí)以上是需要 安全監(jiān)控系統(tǒng)來監(jiān)視安全回來,常見的是安全繼電器,或者安全PLC,他們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮到其它按鈕或開關(guān)失效的一些模式了。
PILZ 安全繼電器
現(xiàn)在一般的設(shè)備都是由3級(jí)或4級(jí)的保護(hù),當(dāng)然選擇什么等級(jí)的安全防護(hù)其實(shí)也是有一定的要求的。如下,一般不選用B
S 傷害程度:
1= 輕傷 (通常為可恢復(fù)性傷害)
2=重傷或死亡(通常為不可恢復(fù)性傷害)
F 面臨危險(xiǎn)的時(shí)間和頻率:
1=從無到經(jīng)常發(fā)生
2=從經(jīng)常發(fā)生到持續(xù)發(fā)生
P 避免危險(xiǎn)的可能性:
1=在特定條件下有可能
2=幾乎不可能
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估參照?qǐng)D
等級(jí)1,無需采用安全繼電器,
等級(jí)2,使用安全繼電器,但是單一故障將會(huì)導(dǎo)致安全功能喪失,比如單通道的觸點(diǎn)接入,一旦這 一個(gè)觸點(diǎn)出現(xiàn)故障,安全功能喪失
等級(jí)3,使用安全繼電器,使用雙通道監(jiān)控,一個(gè)觸點(diǎn)的故障可以被檢測(cè)出來,但非所有故障。
等級(jí)4,使用安全繼電器,使用雙通道監(jiān)控,故障會(huì)被及時(shí)監(jiān)測(cè)出來,以防止安全功能喪失。
安全繼電器的輸出也要注意,電流不能太大,如有必要 使用接觸器中轉(zhuǎn)
安全繼電器接法不同,等級(jí)不同
關(guān)于觸點(diǎn)怎么接,看圖就會(huì)明白,需要接常閉點(diǎn)的,
常開點(diǎn)的缺點(diǎn)很明顯:1,觸點(diǎn)吸合需要按鈕按到底,觸發(fā)時(shí)間長(zhǎng),2,斷線無法避免,觸點(diǎn)接觸不好無法避免。
常閉點(diǎn)的缺點(diǎn)也有:1,觸點(diǎn)黏住,導(dǎo)致觸點(diǎn)失靈,
但是依據(jù)分析,斷線的概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于黏住觸點(diǎn),觸點(diǎn)黏住是可以使用等級(jí)4來防止。
二. 機(jī)械防護(hù)中設(shè)計(jì)一個(gè)足夠安全控制回路
機(jī)械防護(hù)中控制回路是否足夠安全,有一般有兩種辦法來確定。
第一 采用該設(shè)備的安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),就是我們所說的C類標(biāo)準(zhǔn),里面就有明確規(guī)定的了該設(shè)備應(yīng)該采用相對(duì)應(yīng)的安全等級(jí).
例如:
1.機(jī)床安全 小規(guī)格的數(shù)控車床(GB 22997),“帶防護(hù)鎖定的聯(lián)鎖——3類”
2.注塑機(jī)全要求 (EN 201) “聯(lián)鎖防護(hù)裝置PLr=d“
3. 工業(yè)機(jī)器人全要求(ISO 10218)“控制系統(tǒng)的安全相關(guān)部件的設(shè)計(jì)應(yīng)確保其結(jié)構(gòu)符合PLr=d ,3類”
4.機(jī)械安全 激光加工設(shè)備ISO 11553-1)“通常情況,安全需求要3類”
5.剪板機(jī)安全技術(shù)要求(GB 28240)”剪板機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)該滿足4類要求“
以上這些提到”3類”或者”PLr”都是來自于ISO 13849-1(GB/T 16855.1)。
第二 C類標(biāo)準(zhǔn)沒有提出來的安全需求
我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械防護(hù)中的工作環(huán)境,例如危險(xiǎn)會(huì)造成的傷害程度(S),以及危險(xiǎn)暴露的頻率(F),和躲避危險(xiǎn)的可能性(P)來確定所需要的安全等級(jí)。下面直接舉例,根據(jù)機(jī)械防護(hù)中不同的等級(jí)給出相對(duì)于的簡(jiǎn)圖,圖中有未詳盡的參數(shù)默認(rèn)為符合標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的。
示例一:B類 ,PLb
1. 機(jī)械防護(hù)中安全功能描述:移動(dòng)式的防護(hù)罩安全門等)由B1接近開關(guān)檢測(cè),當(dāng)防護(hù)罩打開時(shí),Q1會(huì)斷開,電機(jī)停止工作(STO)。
示例二:1類,PLc
2. 機(jī)械防護(hù)中安全功能描述:移動(dòng)式的防護(hù)罩(如安全門等)由B1安全門開關(guān)檢測(cè),當(dāng)防護(hù)罩打開時(shí),Q1會(huì)斷開,電機(jī)停止工作(STO)。
注:B1使用經(jīng)驗(yàn)證元件安全門開關(guān),這些經(jīng)驗(yàn)證元件有個(gè)特點(diǎn)是帶有斷開功能。
示例三:2類,PLc
3. 機(jī)械防護(hù)中安全功能描述:安全光幕SLC1被觸發(fā)后,電機(jī)停止工作
注:SLC1:2類安全光幕,KA1:繼電器,Pilot lamp:指示燈
4. 推薦用2系列的光幕,自帶指示燈的那種.
2類其實(shí)有很多的缺點(diǎn),用單一元件到PLd這個(gè)是一件比較麻煩的事情。但是這個(gè)可以省下一些成本,但是在認(rèn)證時(shí)會(huì)有時(shí)候被判定不及格。
示例四:3類,PLd
5. 機(jī)械防護(hù)中安全功能描述:安全門解鎖后打開,變頻器停止工作,電機(jī)停止。注:B1: 安全門開關(guān)、安全電磁鎖、Safety module:安全繼電器、KM1:接觸器。
示例五:4類,PLe
6. 安全模塊
機(jī)械防護(hù)中安全功能描述:安全防護(hù)門打開時(shí),電機(jī)停止工作
注:B1,限位開關(guān)2限位開關(guān),建議用自帶安全等級(jí)的系列產(chǎn)品可以一個(gè)代替兩個(gè)限位開關(guān)。安全模塊:SRB系列的安全繼電器, Q1,Q2:接觸器
通過以上這些示例,各位對(duì)安全回路的設(shè)計(jì)應(yīng)該有個(gè)大概的理解。