眾所周知,歐共體通過(guò)機械指令(MD)2006/42/EC以及相關(guān)一系列的協(xié)調標準,創(chuàng )建了一套設計機械及工廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)的安全規則。近些年來(lái),這套安全規則也逐漸被歐洲以外的市場(chǎng)所接受并推崇。當然,這些規則中也包含了對安全門(mén)防護進(jìn)行設計所需要關(guān)注的內容。
所謂安全門(mén)防護,即通過(guò)聯(lián)鎖裝置對安全門(mén)的狀態(tài)進(jìn)行監控,一旦安全門(mén)被打開(kāi),工作區內設備即停止運行,防止對進(jìn)入工作區的操作人員造成人身傷害。
最 新發(fā)布的全球標準ISO 14119《機械安全——用于防護的聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)設備——設計及選型原則》對如何設計使用安全門(mén)的聯(lián)鎖防護進(jìn)行了規范。2015年4 月30日,ISO 14119將取代過(guò)去主要使用的歐洲標準EN 1088《機械安全——用于防護的聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)設備——設計及選型原則》,成為機械指令下的 協(xié)調標準,而EN 1088則不再沿用。當然,作為全球標準,ISO 14119同樣適用于歐洲以外市場(chǎng)。
首先,為何要依照標準進(jìn)行安全門(mén)防護的設計及安裝?
隨著(zhù)機械工業(yè)的發(fā)展,機器自動(dòng)化程度越來(lái)越高,發(fā)生機械事故的概率也隨之增加,因此機械安全也越來(lái)越受到重視。而我國對于機械安全防護方面相對技術(shù)相對薄 弱,在機械設計當中,設計人員往往有意識增加相應的聯(lián)鎖防護措施,但是由于防護措施的設計和現場(chǎng)的安裝不符合標準要求,帶來(lái)了新的危險或者起不到防護作 用,ISO 14119為機械設計人員,制造人員提供了設計和制造安全門(mén)防護的重點(diǎn)注意事項,也可以為機器使用者進(jìn)行新機器驗收,舊機器改造提供技術(shù)支持。
相比原先的EN 1088, ISO 14119 的新增內容有哪些?
在最新的ISO 14119標準發(fā)布之前,EN 1088都是作為機械指令下的協(xié)調標準。而如今,ISO 14119已取代EN 1088的位置。那兩者之間有何區別呢?請看以下流程圖:
*章節號并不完全對應
比較上表我們發(fā)現,ISO 14119首次對聯(lián)鎖裝置的種類(lèi)進(jìn)行了區分,分成了四種不同類(lèi)型。新增了使用RFID技術(shù)以及電磁鎖定技術(shù)的開(kāi)關(guān)類(lèi)型,并考慮了新技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。
另外,新標準對防止誤操縱(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(kāi)關(guān)的功能,從而使安全防護失 效的危險行為”。新標準引入了一套減少誤操縱的標準流程(見(jiàn)下一章節圖),并羅列出一系列額外措施,以可預見(jiàn)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) 施基礎措施”:如確保開(kāi)關(guān)及操作頭的安裝牢固可靠,若要拆卸開(kāi)關(guān)或操作頭,需使用工具、防止私自拆卸開(kāi)關(guān)、考慮外部力量對開(kāi)關(guān)造成損壞、聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)不可作為 機械擋塊等。
2. 在“實(shí)施基礎措施”后,判斷是否仍有“人為操縱開(kāi)關(guān)的動(dòng)機”(如為了操作方便或調試機器),若有則繼續判斷“是否有可能消除或最小化 誤操縱動(dòng)機”。若有可能消除動(dòng)機,則“通過(guò)機器設計或設置不同機器操作模式的方式,消除或最小化誤操縱動(dòng)機”,并返回上一級,再次判斷“是否有誤操縱動(dòng) 機”。若無(wú)可能消除誤操縱動(dòng)機,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(kāi)關(guān)安裝在人員無(wú)法觸及的地方(如聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)外面做保護罩或隱蔽安裝),如下圖:
說(shuō)明:
1.移動(dòng)防護(未關(guān)閉) 2.保護罩(固定部分) 3.聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)
4.操作頭 a.防護關(guān)閉方向
b) 使用高編碼等級開(kāi)關(guān),防止通過(guò)其他操作頭旁路安全門(mén)監控功能。
所謂高編碼等級,即操作頭內部是含唯一編碼的,一個(gè)開(kāi)關(guān)只可與一個(gè)操作頭對應,其他操作頭無(wú)法觸發(fā)開(kāi)關(guān)信號。
相對應,低編碼等級,意味著(zhù)一個(gè)開(kāi)關(guān)可與多個(gè)操作頭對應。
下圖示例為使用其他操作頭(低編碼等級)與開(kāi)關(guān)捆綁,從而旁路安全門(mén)監控功能:
若使用高編碼等級的安全開(kāi)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(kāi)關(guān)產(chǎn)品,種類(lèi)豐富,涵蓋編碼等級低至高所有產(chǎn)品類(lèi)型,從編碼等級較低的機械開(kāi)關(guān)、磁性開(kāi)關(guān)、鉸鏈開(kāi)關(guān),到編碼等級中或高的RFID編碼 開(kāi)關(guān)、安全門(mén)系統(帶鎖定功能),滿(mǎn)足各行業(yè)對安全防護的不同需求。當然,若使用編碼等級較低的安全開(kāi)關(guān),建議使用輔助手段,防止誤操縱。
c) 使用開(kāi)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(zhuān)門(mén)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)安全控制系統對可能發(fā)生的誤操縱進(jìn)行監控,主要有兩種方式:
1)狀態(tài)監控:如在一個(gè)機器運行周期中,根據生產(chǎn)工藝流程,會(huì )有一次安全門(mén)打開(kāi)的情況,安全控制系統應收到一次開(kāi)門(mén)信號。若整個(gè)周期結束,都未收到開(kāi)門(mén)信號,則系統認為可能發(fā)生誤操縱。
2)周期性測試:在一個(gè)周期中,安全控制系統會(huì )要求操作人員打開(kāi)關(guān)閉一次安全門(mén),來(lái)檢測聯(lián)鎖功能是否有效。若測試中,控制系統未收到開(kāi)門(mén)信號,則系統認為可能發(fā)生誤操縱。
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PSS4000,它們都可安全監控聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)的信號,并且監控是否發(fā)生了誤操縱。
結束語(yǔ)
如同法律離開(kāi)了執行力,將毫無(wú)意義;安全保護裝置若被誤操縱,也將成為機器上的擺設,即使當初宣稱(chēng)保護裝置的功能是如何如何強大或可靠。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,讓我們的機器變得更安全。
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