眾所周知,歐共體通過(guò)機(jī)械指令(MD)2006/42/EC以及相關(guān)一系列的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn),創(chuàng)建了一套設(shè)計(jì)機(jī)械及工廠生產(chǎn)線的安全規(guī)則。近些年來(lái),這套安全規(guī)則也逐漸被歐洲以外的市場(chǎng)所接受并推崇。當(dāng)然,這些規(guī)則中也包含了對(duì)安全門防護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)所需要關(guān)注的內(nèi)容。
所謂安全門防護(hù),即通過(guò)聯(lián)鎖裝置對(duì)安全門的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,一旦安全門被打開,工作區(qū)內(nèi)設(shè)備即停止運(yùn)行,防止對(duì)進(jìn)入工作區(qū)的操作人員造成人身傷害。
最 新發(fā)布的全球標(biāo)準(zhǔn)ISO 14119《機(jī)械安全——用于防護(hù)的聯(lián)鎖開關(guān)設(shè)備——設(shè)計(jì)及選型原則》對(duì)如何設(shè)計(jì)使用安全門的聯(lián)鎖防護(hù)進(jìn)行了規(guī)范。2015年4 月30日,ISO 14119將取代過(guò)去主要使用的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1088《機(jī)械安全——用于防護(hù)的聯(lián)鎖開關(guān)設(shè)備——設(shè)計(jì)及選型原則》,成為機(jī)械指令下的 協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn),而EN 1088則不再沿用。當(dāng)然,作為全球標(biāo)準(zhǔn),ISO 14119同樣適用于歐洲以外市場(chǎng)。
首先,為何要依照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安全門防護(hù)的設(shè)計(jì)及安裝?
隨 著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展,機(jī)器自動(dòng)化程度越來(lái)越高,發(fā)生機(jī)械事故的概率也隨之增加,因此機(jī)械安全也越來(lái)越受到重視。而我國(guó)對(duì)于機(jī)械安全防護(hù)方面相對(duì)技術(shù)相對(duì)薄 弱,在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中,設(shè)計(jì)人員往往有意識(shí)增加相應(yīng)的聯(lián)鎖防護(hù)措施,但是由于防護(hù)措施的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)的安裝不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,帶來(lái)了新的危險(xiǎn)或者起不到防護(hù)作 用,ISO 14119為機(jī)械設(shè)計(jì)人員,制造人員提供了設(shè)計(jì)和制造安全門防護(hù)的重點(diǎn)注意事項(xiàng),也可以為機(jī)器使用者進(jìn)行新機(jī)器驗(yàn)收,舊機(jī)器改造提供技術(shù)支 持。
相比原先的EN 1088, ISO 14119 的新增內(nèi)容有哪些?
在最新的ISO 14119標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之前,EN 1088都是作為機(jī)械指令下的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。而如今,ISO 14119已取代EN 1088的位置。那兩者之間有何區(qū)別呢?請(qǐng)看以下流程圖:
ISO 14119 章節(jié)內(nèi)容 |
EN 1088 章節(jié)內(nèi)容 |
1. 范圍 |
1. 范圍 |
2. 參考標(biāo)準(zhǔn) |
2. 參考標(biāo)準(zhǔn) |
3. 術(shù)語(yǔ)及定義 |
3. 定義 |
4. 聯(lián)鎖開關(guān)的操作原理及四種類型 |
4. 聯(lián)鎖開關(guān)的操作原理 |
5. 聯(lián)鎖開關(guān)的固定安裝 |
5. 聯(lián)鎖開關(guān)的固定安裝 |
6. 聯(lián)鎖開關(guān)的選擇 |
7*. 聯(lián)鎖開關(guān)的選擇 |
7. 最小化誤操縱的可能性 |
5.7*最小化誤操縱的可能性 |
7.1 總則 |
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7.2 減少誤操縱的額外措施 |
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8 控制需求 |
5.4* 減少共因失效可能性 |
9 使用信息 |
7.2* 使用條件和使用意圖 |
*章節(jié)號(hào)并不完全對(duì)應(yīng)
比較上表我們發(fā)現(xiàn),ISO 14119首次對(duì)聯(lián)鎖裝置的種類進(jìn)行了區(qū)分,分成了四種不同類型。新增了使用RFID技術(shù)以及電磁鎖定技術(shù)的開關(guān)類型,并考慮了新技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。
另 外,新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防止誤操縱(人為操縱)提出更高要求。何為誤操縱?即“操作人員,出于操作方便等目的,通過(guò)人為手段,旁路安全開關(guān)的功能,從而使安全防護(hù)失 效的危險(xiǎn)行為”。新標(biāo)準(zhǔn)引入了一套減少誤操縱的標(biāo)準(zhǔn)流程(見下一章節(jié)圖),并羅列出一系列額外措施,以可預(yù)見的合理方式最大程度減少聯(lián)鎖裝置的誤操縱。
防誤操縱的流程:
1. “實(shí) 施基礎(chǔ)措施”:如確保開關(guān)及操作頭的安裝牢固可靠,若要拆卸開關(guān)或操作頭,需使用工具、防止私自拆卸開關(guān)、考慮外部力量對(duì)開關(guān)造成損壞、聯(lián)鎖開關(guān)不可作為 機(jī)械擋塊等。2. 在“實(shí)施基礎(chǔ)措施”后,判斷是否仍有“人為操縱開關(guān)的動(dòng)機(jī)”(如為了操作方便或調(diào)試機(jī)器),若有則繼續(xù)判斷“是否有可能消除或最小化 誤操縱動(dòng)機(jī)”。若有可能消除動(dòng)機(jī),則“通過(guò)機(jī)器設(shè)計(jì)或設(shè)置不同機(jī)器操作模式的方式,消除或最小化誤操縱動(dòng)機(jī)”,并返回上一級(jí),再次判斷“是否有誤操縱動(dòng) 機(jī)”。若無(wú)可能消除誤操縱動(dòng)機(jī),則“實(shí)施額外措施”。
3. “實(shí)施額外措施”:通過(guò)額外措施,避免人為操縱。
額外措施包含(四種):
a) 聯(lián)鎖開關(guān)安裝在人員無(wú)法觸及的地方(如聯(lián)鎖開關(guān)外面做保護(hù)罩或隱蔽安裝),如下圖:
說(shuō)明:
1.移動(dòng)防護(hù)(未關(guān)閉) 2.保護(hù)罩(固定部分) 3.聯(lián)鎖開關(guān)
4.操作頭 a.防護(hù)關(guān)閉方向
b) 使用高編碼等級(jí)開關(guān),防止通過(guò)其他操作頭旁路安全門監(jiān)控功能。
所謂高編碼等級(jí),即操作頭內(nèi)部是含唯一編碼的,一個(gè)開關(guān)只可與一個(gè)操作頭對(duì)應(yīng),其他操作頭無(wú)法觸發(fā)開關(guān)信號(hào)。相對(duì)應(yīng),低編碼等級(jí),意味著一個(gè)開關(guān)可與多個(gè)操作頭對(duì)應(yīng)。
下圖示例為使用其他操作頭(低編碼等級(jí))與開關(guān)捆綁,從而旁路安全門監(jiān)控功能:
若使用高編碼等級(jí)的安全開關(guān),如采用RFID編碼技術(shù)的PSEN code系列,則無(wú)此問(wèn)題。
下 圖為Pilz安全開關(guān)產(chǎn)品,種類豐富,涵蓋編碼等級(jí)低至高所有產(chǎn)品類型,從編碼等級(jí)較低的機(jī)械開關(guān)、磁性開關(guān)、鉸鏈開關(guān),到編碼等級(jí)中或高的RFID編碼 開關(guān)、安全門系統(tǒng)(帶鎖定功能),滿足各行業(yè)對(duì)安全防護(hù)的不同需求。當(dāng)然,若使用編碼等級(jí)較低的安全開關(guān),建議使用輔助手段,防止誤操縱。
c) 使用開關(guān)及操作頭不可拆卸的安裝方式(如焊接、粘合、單向螺絲等)。如下圖所示螺絲,為Pilz專門用于防止誤操縱的單向安裝螺絲,螺絲只可擰緊,不可反向拆卸。
d) 通過(guò)安全控制系統(tǒng)對(duì)可能發(fā)生的誤操縱進(jìn)行監(jiān)控,主要有兩種方式:
1)狀態(tài)監(jiān)控:如在一個(gè)機(jī)器運(yùn)行周期中,根據(jù)生產(chǎn)工藝流程,會(huì)有一次安全門打開的情況,安全控制系統(tǒng)應(yīng)收到一次開門信號(hào)。若整個(gè)周期結(jié)束,都未收到開門信號(hào),則系統(tǒng)認(rèn)為可能發(fā)生誤操縱。
2)周期性測(cè)試:在一個(gè)周期中,安全控制系統(tǒng)會(huì)要求操作人員打開關(guān)閉一次安全門,來(lái)檢測(cè)聯(lián)鎖功能是否有效。若測(cè)試中,控制系統(tǒng)未收到開門信號(hào),則系統(tǒng)認(rèn)為可能發(fā)生誤操縱。
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下圖從左依次為Pilz的最新一代可配置安全模塊PNOZmulti 2及自動(dòng)化控制系統(tǒng)PSS4000,它們都可安全監(jiān)控聯(lián)鎖開關(guān)的信號(hào),并且監(jiān)控是否發(fā)生了誤操縱。
結(jié)束語(yǔ)
如同法律離開了執(zhí)行力,將毫無(wú)意義;安全保護(hù)裝置若被誤操縱,也將成為機(jī)器上的擺設(shè),即使當(dāng)初宣稱保護(hù)裝置的功能是如何如何強(qiáng)大或可靠。最新發(fā)布的ISO 14119,給出了防誤操縱的措施流程,不僅僅是約束或法律,更是一種指引,讓我們的機(jī)器變得更安全。
皮爾磁中國(guó)
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