机械防护中的安全回路应用(一)

转载。

在工业设计当中,如何保证一个回路是足够安全的呢?安全回路的构成(B,1,2,3,4)和案例 ,通过安全回路的设计,可以实现以下两种常用的保护方式:1. 在机器危险动作过程中,使相关人员无法进入危险区 2. 人员一旦进入危险区,机器的危险动作立即停止,讲解一下安全回路的要点。

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一. 引用的相关标准:

ISO 13849-1,机械安全 控制系统安全相关部件 设计原则(GB/T 16855.1)

这个标准都是安全部件组合的相关标准,从输入(input)到逻辑处理(logic)再到输出(output)组成的一个控制回路,这些控制回路可以通过以上这个标准来设计

二. 设计一个足够安全控制回路

控制回路是否足够安全,有一般有两种办法来确定。

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第一 采用该设备的安全相关的标准,就是我们所说的C类标准,里面就有明确规定的了该设备应该采用相对应的安全等级.

例如:

1.机床安全 小规格的数控车床(GB 22997),“带防护锁定的联锁——3类”

2.注塑机 安全要求 (EN 201) “联锁防护装置——PLr=d“

3. 工业机器人 安全要求(ISO 10218)“控制系统的安全相关部件的设计应确保其结构符合PLr=d ,3类”

4.机械安全 激光加工设备 (ISO 11553-1)“通常情况,安全需求要3类”

5.剪板机 安全技术要求(GB 28240)”剪板机控制系统应该满足4类要求“

以上这些提到”3类”或者”PLr”都是来自于ISO 13849-1(GB/T 16855.1),前期在我前期里面有提到具体的内容,有兴趣的可以翻看该期的内容《GB/T 16855.1讲解》。

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第二 C类标准没有提出来的安全需求的,

我们根据现场的工作环境,例如危险会造成的伤害程度(S),以及危险暴露的频率(F),和躲避危险的可能性(P)来确定所需要的安全等级。具体如何选择的请看前期《GB/T 16855.1讲解》,或者和我联系,我提供相对应的技术支持。


下面直接举例,根据不同的等级给出相对于的简图,图中有未详尽的参数默认为符合标准范围内的。

示例一:B类 ,PLb


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安全功能描述:移动式的防护罩(如安全门等)由B1接近开关检测,当防护罩打开时,Q1会断开,电机停止工作(STO)。


示例二:1类,PLc


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安全功能描述:移动式的防护罩(如安全门等)由B1安全门开关检测,当防护罩打开时,Q1会断开,电机停止工作(STO)。

注:B1使用经验证元件,安全门开关,这些经验证元件有个特点是带有肯定断开功能。


示例三:2类,PLc


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安全功能描述:安全光幕SLC1被触发后,电机停止工作

注:SLC1:2类安全光幕,KA1:继电器,Pilot lamp:指示灯

推荐用2系列的光幕,自带指示灯的那种.

自动停止回路是在 X5 端子上面跳接,自动停止安全机制只在自 动模式下有效,一般常用于安全门、安全光栅停止,例如将安全门接 入到 X5 端子上,当安全门打开,则工业机器人停止运行 常规停止。

2类其实有很多的缺点,用单一元件做到PLd这个是一件比较麻烦的事情。但是这个可以省下一些成本,但是在认证时会有时候被判定不及格。


示例四:3类,PLd


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B1

安全功能描述:安全门解锁后打开,变频器停止工作,电机停止

注:B1: 安全门开关、安全电磁锁

Safety module:安全继电器

KM1:接触器


示例五:4类,PLe


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安全模块

安全功能描述:安全防护门打开时,电机停止工作

注:B1,限位开关,B2限位开关,建议用自带安全等级的系列产品可以一个代替两个限位开关。安全模块:SRB系列的安全继电器, Q1,Q2:接触器