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危险-安全防护等级传感器

已有 1020 次阅读2018-3-20 12:01 |个人分类:电子技术| 安全监控系统, 继电器, 传感器

在发达经济体的工业文化中,对工作安全的严格关注已根深蒂固。安全是重要的不仅是工人也为雇主,谁理解一个良好的安全记录的财务和名誉利益。

  以安全为导向的规章涵盖了工作环境和做法对工作场所设备设计的诸多方面。机械必须满足的基本健康和安全要求(ehsrs),如在欧洲机械指令2006/42 / EC上市,保证健康和机器的用户和其他人谁可能影响安全。


  安全标准和机械指令

  机器设计要遵循一系列标准,以涵盖广泛的减少风险和安全保护机制。在最高层次,类型的标准包括ISO12100,阐明基本概念和设计原则是适用于所有类型的机器,同时参照风险评估和风险降低。在较低级别,B1型标准规定了安全防护措施的一般要求,B2型标准适用于特定安全装置。

  在B型标准中,国际标准组织(ISO)制定的标准往往侧重于机械和管理,而国际电工委员会(IEC)标准则涉及电气和电子安全系统。ISO标准包括ISO13849覆盖控制系统安全相关部件。IEC标准,另一方面,包括对通用电气设备iec60204,电敏防护设备iec61496,为设备设计检测人员存在iec62046。

  在欧洲销售的设备必须显示符合《机械指令2006/42》,其目的是为新产品的健康和安全制定共同的最低标准。这些共同标准可望促进成员国之间的贸易和货物自由流通。该指令引用ISO12100和ISO和IEC的A型和B型的标准,以及C型标准,包括设备如成型机械或工业缝纫机的特殊类型。符合ISO和IEC标准的规范有助于机器设计者证明符合机械指令。

  就设计原则而言,预期的方法是在可能的情况下设计危险,并在必要时实施保护系统,以尽量减少风险。这些保护系统可以采取物理防护的形式,防止人员进入危险区域,或将手指、手或四肢置于危险的位置。通过防止这种可能导致人身伤害的入侵,身体保护装置可以使机器长时间连续工作而不受紧急停止信号的干扰。这有助于最大化生产率。

  另一方面,基于传感器的系统检测入侵和触发警报或停止机器可以允许更大的灵活性,并允许更容易地进入补充消耗品或进行例行维护。有些应用程序可能需要在不需要频繁访问的情况下进行物理保护的组合,而在更容易访问或不可行的情况下进行入侵检测。


  安全系统

  物理障碍必须纳入防护措施,以防止在操作机器时打开任何进入门或舱口,或在打开门时停止机器。这些措施可以采用限位开关,可以检测到门被打开或关闭,或通过使用一个安全门开关,如欧姆龙d4bs。

  的d4bs开关有了两个常闭(NC)接触,采用了直接作用机理,打开联系人如果安全屏障被打开。许多内置的功能防止故障或不正确的操作,例如激活开关的特殊操作键。这关键是专为使用的d4bs不会与任何其他开关型工作。此外,内置的剪切力机制确保了可靠的分离接触,一旦开关驱动强行拔出NC接触。这可以确保任何异常,如接触焊接不会妨碍开关的正确操作。

  就入侵检测而言,光幕通常用来保护操作者,使机器停止运转。发射机和接收机的组合设置了一束光束,如果一个或多个光束被中断,则发出警报。光幕松下sf4b系列有三个变种,包括sf4b-f,这是用人的手指入侵检测优化,手工检测的sf4b-h,和sf4b-a臂/脚检测。sf4b-f可以检测物体的直径为14毫米,这给设计师提供了额外的灵活性,使用光的窗帘在紧凑的机器按照控制保护设备的定位标准iso13855。轻型窗帘的其他重要选择标准包括保护高度和保护宽度。光幕如sf4b系列,其特点是小的距离从装配的边缘到第一束中心,可以连接在一起,扩大保护区不引入死区。

  当设计一个光幕为机械、静音能力可能需要让机器没有停止,当工件进入机器的正常运行,例如在传送。这样可以确保光幕在检测到人体入侵时只能产生停止信号。接近传感器放置在传送带附近,如图1所示,使系统能够检测工件的存在,并在工件通过的过程中静音相关光束。如果非静音光束被中断,系统假定发生了入侵。某些类型的光幕可能需要一个单独的控制器来解释接近传感器的信号。的sf4b系列静音控制内置,使接近传感器可以直接连接到光帘无需外部路由控制器。

  放置在传送器附近的接近传感器的图像

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  图1:接近传感器有助于鉴别经过的工件和操作者的侵入。

  一个电感式接近传感器如松下gx-f12b可用于静音控制。它提供了一个长的感应距离和稳定的温度特性,保证了独立的性能的时间或季节无关的好处。


  安全控制系统

  在一个基本的机器安全系统、探测器如门开关和窗帘通常是连接到一个安全可靠的继电器,如欧姆龙g7s输入,继电器响应开关或传感器的信号通过信号接触器关闭以适用电机停机。图2演示了一个简单的安全继电器周围的安全系统。

  简易紧急停车系统的形象

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  图2:使用单一安全继电器的简单紧急停止系统。

  安全继电器和标准继电器之间的一个关键区别是安全继电器有强行引导的触点。这些确保了增强的可靠性,并允许异常继电器操作被检测到的情况下,一组触点卡住,例如由于焊接。如果正常开(NO)触点在继电器通电时焊接,正常关闭(NC)在同一继电器上的触点在线圈断电时不闭合。相反,如果一个NC触点焊接,当继电器通电时,同一继电器上的触点将不闭合。ISO 13849-1功能安全标准的要求,安全继电器应符合EN 50205。EN 50205标准的继电器,如g7s旨在确保至少5毫米的开路触点间的空气间隙。

  如果安全系统需要大量的安全继电器,来处理来自多个传感器的输入,可能需要一个安全的PLC。可替换地,软件可配置的安全模块,如菲尼克斯联系人2986012可以允许紧凑和经济的解决方案。2986012个有二十个安全输入和四个安全输出,以及额外的报警,时钟和地面开关输出。使用可配置的安全模块,可以用单个设备监视几个安全功能。如果需要增加额外的安全I/O模块,也可以扩展监控系统,如图3所示。

  扩展安全监控系统的安全I/O模块映像

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  图3:添加安全I/O模块以扩展安全监控系统。

  结论

  在保护操作者的健康和安全的同时,遵守机器安全标准有助于设备制造商赢得顾客的信任,增强他们在市场中的地位。

  一个有效但相对简单的安全系统可以围绕一个或一个数量的安全继电器建立,它提供了一个高度可靠的机制来阻止机器发生安全事故。各种机械和光学传感器可供选择,如开/关开关、接近传感器和光幕,当安全处于危险时立即通知继电器。如果需要额外的投入,呼吁大量的安全继电器,软件配置的安全控制器可以提供一个成本效益的替代品。


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