机械设备用安全光栅选型与安全距离计算（CE标准）

安全光栅（Safety Light Curtain）是工业机械设备中最常用的安全防护装置之一。在 CE 认证体系下，安全光栅属于第 3 类或第 4 类安全部件，须符合一系列欧洲标准要求。本文系统地梳理选型要点和安全距离计算方法。

一、相关标准

二、安全等级与分辨率

安全等级（EN 61496-1）

• Type 2：基本防护，周期性自检 → 低风险设备
• Type 4：最高等级，冗余设计 + 实时自检 → 冲压机、机器人工作站

分辨率选择

三、安全距离计算（EN ISO 13855）

1、通用公式

S = K × T + C

• S — 最小安全距离（mm）
• K — 接近速度（mm/s）：垂直接近一般取 1600，手部取 2000
• T = t₁ + t₂ — t₁ 光栅响应时间，t₂ 机器停止时间
• C — 侵入距离

侵入距离 C

• 分辨率 d ≤ 40 mm：C = 8 × (d - 14)
• 分辨率 d > 40 mm：C = 850 mm

示例：冲压机配 14 mm 光栅

• t₁ = 10 ms, t₂ = 200 ms, K = 2000 mm/s
• S = 2000 × (0.01 + 0.20) + 8 × (14 - 14) = 420 mm

2、平行安装

S = 1600 × T + (1200 - 0.4 × H)

H 为底部光束距地高度，范围 300–1000 mm。

最小安全距离

S 不应低于 100 mm。

3、光栅倾斜安装时，视安装角度是否大于30度与上述两种情况类似考虑。

四、选型流程（7 步）

风险评估 → 确定防护类型 → 确定安全等级 → 计算安全距离 → 确认安装方式 → 电气匹配 → 验证与文档

关键检查清单：

• ☐ 安全等级符合风险评估结论？
• ☐ 分辨率足以检测最小侵入部位？
• ☐ 安全距离满足 S ≥ K×T + C？
• ☐ 光栅本身通过 CE 认证？

五、常见误区

❌ 只算光栅响应时间，忽略机器停止时间 ✅ T 必须包含控制系统全部延迟

❌ 不同分辨率混用公式 ✅ 分辨率越大，安全距离越大

❌ 将安全光栅当唯一防护 ✅ 三级防护：工程控制 > 安全装置 > 管理措施

六、安全距离速查表

（假设 K = 2000 mm/s）

结语与建议

1. 实测机器停止时间，而非仅依赖标称值
2. 保留安全余量，向上取整
3. 选择有正规 CE 认证的产品
4. 联合安全回路整体验证

参考标准：EN 61496-1、EN ISO 13855、EN ISO 13849-1、EN ISO 12100