機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)介紹

1、機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)介紹（一） 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，使得機(jī)器設(shè)備的功能越來越全面，相比過去變得越來越龐大復(fù)雜，這樣就必須對操作機(jī)器設(shè)備時(shí)的安全性加以嚴(yán)格要求。評價(jià)一臺機(jī)器的優(yōu)劣，除了看其自動化程度高低外，還應(yīng)該注重其安全是否有保障。對今天的原始設(shè)備制造商、機(jī)器制造商和最終用戶而言，安全已經(jīng)越來越成為需要優(yōu)先考慮的因素。每年，制造商都要面臨更多的安全規(guī)則和生產(chǎn)選擇，他們的問題不再是“我們要不要安裝安全系統(tǒng)？”，而是“我們應(yīng)該安裝怎樣的安全系統(tǒng)才可靠？”為了適應(yīng)工業(yè)自動化趨勢，同時(shí)由于社會對工作人員的勞動保護(hù)責(zé)任心也不斷提高，世界上許多工業(yè)國家對

2、機(jī)器設(shè)備的安全性要求越來越嚴(yán)格，象在歐共體國家實(shí)行的機(jī)器設(shè)備CE認(rèn)證義務(wù)就是一個(gè)例子。為了協(xié)調(diào)歐共體國家各自的標(biāo)準(zhǔn)，歐共體標(biāo)準(zhǔn)委員會制訂了歐洲的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定機(jī)器設(shè)備只有滿足相應(yīng)的安全要求，即獲得CE標(biāo)志后才被允許在歐共體市場上出售和使用。歐共體國家于1993年1月1日起開始執(zhí)行歐洲機(jī)器指令標(biāo)準(zhǔn)。在經(jīng)過2年的過渡期后，歐洲機(jī)器指令正式開始實(shí)施，并且歐共體各個(gè)國家都以法律的形式做出了相應(yīng)的規(guī)定。歐洲機(jī)器指令強(qiáng)制性地規(guī)定，所有進(jìn)入歐共體國家市場的機(jī)器設(shè)備，都必須滿足歐洲機(jī)器指令的相關(guān)要求。在歐洲機(jī)器指令中，對機(jī)器的定義做出了規(guī)定。指令中的機(jī)器是指聯(lián)系在一起的多個(gè)部件或元器件的集合體，至少包括一個(gè)運(yùn)

3、動部件，具有相應(yīng)的操動機(jī)構(gòu)，控制和電源回路等，聯(lián)系在一起用于一定的目的，特別是用于對材料進(jìn)行移動、包裝、加工和處理。指令中還對安全元器件做出了說明，安全元器件的使用由機(jī)器制造商決定，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器的安全保護(hù)功能。如果安全元器件出現(xiàn)故障或工作不正確，將會威脅到機(jī)器的安全和給處于機(jī)器附近工作區(qū)域內(nèi)的人員的健康造成損害。在歐洲機(jī)器指令的附錄I中，規(guī)定了機(jī)器和安全元器件的基本要求。除了對整體的安全提出了總的原則要求外，附錄I還包括了對控制系統(tǒng)和安全裝置等各個(gè)獨(dú)立部分的要求。在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)，基本的安全保護(hù)要求和安全元器件的選擇要求制造商必須進(jìn)行機(jī)器的危險(xiǎn)性分析，以確定機(jī)器所有存在危險(xiǎn)的可能。對機(jī)器進(jìn)行過危險(xiǎn)

4、性分析后，制造商可以采取如下三種措施來減少事故的可能性，將機(jī)器的危險(xiǎn)性降低到可以承受的程度：(1) 在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)將可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)降低到最少；(2) 對于無法避免的危險(xiǎn)，采取必要的安全保護(hù)措施；(3) 對用戶進(jìn)行培訓(xùn)，避免剩余危險(xiǎn)可能導(dǎo)致的傷害。當(dāng)機(jī)器符合歐洲機(jī)器指令的規(guī)定時(shí)，制造商有義務(wù)提供符合規(guī)定的證明，當(dāng)然也有例外情況，在歐洲機(jī)器指令附錄IV中列出的機(jī)器和安全元器件，必須以EEC原型測試的形式提供符合證明。對于符合歐洲機(jī)器指令的機(jī)器，必須要有一個(gè)在外部可見的標(biāo)記來表明符合要求，這個(gè)標(biāo)記就是CE標(biāo)記。這個(gè)標(biāo)記僅僅適用于完整的、具有一定功能的獨(dú)立的機(jī)器，而不適用于零部件和元器件。但同時(shí)，CE標(biāo)

5、記也可以應(yīng)用于符合其它歐洲指令規(guī)定，而不是歐洲機(jī)器指令的產(chǎn)品，例如開關(guān)等電氣產(chǎn)品如果符合歐洲低電壓指令，即使不是用于避免電氣危險(xiǎn)，也可以應(yīng)用CE標(biāo)記。因此，關(guān)于產(chǎn)品上CE標(biāo)記的具體信息，應(yīng)該通過由制造商提供的符合要求的聲明來反映，該聲明有時(shí)候需要與產(chǎn)品一起自動提供，有時(shí)候是根據(jù)需要提供。另外，在做產(chǎn)品廣告時(shí)強(qiáng)調(diào)CE標(biāo)記并不表示質(zhì)量保證證明，應(yīng)該避免在廣告中將CE標(biāo)記與產(chǎn)品質(zhì)量聯(lián)系在一起。由于CE標(biāo)記所代表內(nèi)容的廣泛性，因此它不能反映出具體的內(nèi)容，更多重要的信息應(yīng)該通過符合聲明反映出來，符合聲明應(yīng)該包括聲明、規(guī)范和簽名等，用來證明指定的產(chǎn)品符合歐洲機(jī)器指令的要求。機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)介紹

6、（二）在歐洲，有三個(gè)機(jī)構(gòu)能夠代表歐盟委員會制定標(biāo)準(zhǔn)，即CEN（歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會）、CENELEC（歐洲電氣工程標(biāo)準(zhǔn)委員會）、ETSI（歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)委員會），這三個(gè)歐洲標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)可以單獨(dú)或與其他兩個(gè)機(jī)構(gòu)共同合作，制定各種必要的標(biāo)準(zhǔn)。 在歐洲機(jī)器指令中，包含了上百個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，為了更好地管理和匯編這些標(biāo)準(zhǔn)，歐洲標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)將它們劃分成三個(gè)不同的層次結(jié)構(gòu)：A類標(biāo)準(zhǔn)（基本標(biāo)準(zhǔn)）、B類標(biāo)準(zhǔn)（類別標(biāo)準(zhǔn)）和C類標(biāo)準(zhǔn)（產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)）。A類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的是所有機(jī)器都必須要符合的基本標(biāo)準(zhǔn)。在A類標(biāo)準(zhǔn)之下，是參考A類標(biāo)準(zhǔn)而制定的、對各種類別的機(jī)器做出規(guī)定的B類標(biāo)準(zhǔn)，B類標(biāo)準(zhǔn)并不是針對某一種具體的機(jī)器，而是對整個(gè)類別的機(jī)器的共性做出了規(guī)定

7、。在B類標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上，制定了大量的C類標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)C類標(biāo)準(zhǔn)都對一種具體的機(jī)器裝置做出了詳細(xì)的規(guī)定。另外，B類標(biāo)準(zhǔn)又劃分為B1標(biāo)準(zhǔn)和B2標(biāo)準(zhǔn)，B1標(biāo)準(zhǔn)對與安全保護(hù)相關(guān)的參數(shù)做出了規(guī)定，如安全間距、表面溫度、噪音等；B2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的是對安全保護(hù)裝置的具體要求，如雙手按鈕、安全門開關(guān)、安全地毯等。所有這些歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EN標(biāo)準(zhǔn)）的內(nèi)容都被毫無修改地包含在各個(gè)國家的國家標(biāo)準(zhǔn)中（如德國的DIN標(biāo)準(zhǔn)和VDE規(guī)范等），這樣可以使這些標(biāo)準(zhǔn)在各個(gè)國家都可以被貫徹實(shí)施。這些在歐洲各個(gè)國家通用的標(biāo)準(zhǔn)可以指導(dǎo)制造商如何去使其產(chǎn)品獲得CE標(biāo)記，同時(shí)，如果制造商滿足了這些標(biāo)準(zhǔn)的要求，就可以認(rèn)為是滿足了歐洲指令的要求。下面是目

8、前已經(jīng)正式實(shí)施和預(yù)實(shí)施的一部分歐洲標(biāo)準(zhǔn)。歐洲標(biāo)準(zhǔn)（基本標(biāo)準(zhǔn)和類別標(biāo)準(zhǔn)）：EN 292 第一部分機(jī)器的安全關(guān)于基本術(shù)語和方法的基本概念和總則EN 292 第二部分機(jī)器的安全關(guān)于設(shè)計(jì)原則和規(guī)范的基本概念和總則EN 294機(jī)器的安全防止上肢能夠到達(dá)危險(xiǎn)區(qū)域的安全距離EN 349機(jī)器的安全避免擠壓裝置對人身傷害的最小間隙EN 418機(jī)器的安全緊急停止設(shè)備和功能的設(shè)計(jì)原則prEN 574（草稿）機(jī)器的安全雙手控制裝置prEN 811（草稿）機(jī)器的安全防止下肢能夠到達(dá)危險(xiǎn)區(qū)域的安全距離prEN 953（草稿）機(jī)器的安全對固定式和移動式安全防護(hù)門的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的總的要求prEN 954-1（草稿）機(jī)器的安全控

9、制系統(tǒng)中與安全保護(hù)功能相關(guān)的部件，第一部分：設(shè)計(jì)總則EN 1037機(jī)器的安全防止機(jī)器的意外啟動prEN 1050（草稿）機(jī)器的安全危險(xiǎn)性分析EN 1088機(jī)器的安全與安全防護(hù)門相關(guān)的安全門開關(guān)裝置的設(shè)計(jì)和選擇原則EN 60204 第一部分機(jī)器的安全機(jī)器電氣部分的總的要求 歐洲標(biāo)準(zhǔn)（產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)）：EN 201機(jī)器的安全用于塑料和橡膠工業(yè)的注塑機(jī)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的技術(shù)安全要求prEN 280機(jī)器的安全移動升降式工作平臺，穩(wěn)定性參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)和安全測試prEN 415（草稿）機(jī)器的安全包裝機(jī)械、成型機(jī)械等的安全要求EN 500-1機(jī)器的安全移動式馬路建筑機(jī)械的安全保護(hù)prEN 691（草稿

10、）機(jī)器的安全木工機(jī)械，健康和安全一般要求prEN 692（草稿）機(jī)器的安全機(jī)械式壓力機(jī)械的安全保護(hù)prEN 693（草稿）機(jī)器的安全液壓式壓力機(jī)械的安全保護(hù)EN 775機(jī)器的安全工業(yè)機(jī)器人的安全保護(hù)prEN 869（草稿）機(jī)器的安全金屬壓鑄設(shè)備的安全要求prEN 1010（草稿）機(jī)器的安全印刷機(jī)械的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的技術(shù)安全要求prEN 11111（草稿）機(jī)器的安全紡織機(jī)械的安全要求機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)介紹（三） 歐洲機(jī)器指令可以分為三大類。類型A為基本的安全標(biāo)準(zhǔn)，包括了安全保護(hù)的定義和設(shè)計(jì)原則等內(nèi)容；類型B又分為B1和B2標(biāo)準(zhǔn)，B1標(biāo)準(zhǔn)在基本標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上對各種專門的安全保護(hù)措施進(jìn)行了定義，

11、而B2標(biāo)準(zhǔn)則是規(guī)定了對各種安全保護(hù)設(shè)備的要求；類型C是對不同類型的機(jī)器做出了不同要求的安全保護(hù)規(guī)定。為了采取合理有效的安全保護(hù)措施，以達(dá)到CE認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，首先必須對機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)性進(jìn)行分析和評估。按照歐洲機(jī)器安全標(biāo)準(zhǔn)EN954-1標(biāo)準(zhǔn)，對機(jī)器設(shè)備進(jìn)行“危險(xiǎn)性評估”后可以得出其危險(xiǎn)等級。危險(xiǎn)等級可分為B，1，2，3，4共五級，等級B最低，等級4最高。機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)等級數(shù)是根據(jù)事故發(fā)生時(shí)人身受傷程度、事故發(fā)生幾率和事故的可預(yù)防性來劃分的，如下圖所示：S： 受傷程度 S1： 輕度受傷 S2： 重傷至死亡事故F： 頻繁性和滯留時(shí)間 F1： 很少至常常 F2： 頻繁至總是P： 事故可預(yù)防性 P1： 一定

12、條件下可能 P2： 幾乎不可能根據(jù)歐洲機(jī)器安全標(biāo)準(zhǔn)EN954-1“安全控制系統(tǒng)”中的要求，按照對故障的承受能力和出現(xiàn)故障后安全功能的作用，對應(yīng)于危險(xiǎn)等級的五個(gè)等級，機(jī)器設(shè)備的控制系統(tǒng)中安全控制部分也可分為五個(gè)等級。等級B要求與安全功能有關(guān)的控制電路在設(shè)計(jì)、選擇和組裝過程中必須使用符合基本安全準(zhǔn)則和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的安全開關(guān)電器。安全控制電路要能夠承受預(yù)期的運(yùn)行強(qiáng)度，能夠承受運(yùn)行過程中工作介質(zhì)的影響和相關(guān)外部環(huán)境的影響。等級B為最基本的等級，其他等級都必須滿足等級B的要求。與等級B相比，等級1要求使用技術(shù)成熟的元器件，即在相似的應(yīng)用領(lǐng)域中有過廣泛和成功的使用，或是根據(jù)可靠的安全標(biāo)準(zhǔn)制造的元器件，以及使用

13、成熟的技術(shù)。在等級B和等級1中,安全控制系統(tǒng)對故障的承受能力主要是通過采用適當(dāng)?shù)脑骷韺?shí)現(xiàn), 當(dāng)安全控制電路中出現(xiàn)任何單一故障時(shí)，都會導(dǎo)致安全功能失效。由于使用了技術(shù)成熟的元器件，等級1對故障的承受能力比等級B更強(qiáng)一些。等級2除了要符合等級1的要求外，還必須要做到在機(jī)器的控制系統(tǒng)中能夠?qū)Π踩刂葡到y(tǒng)進(jìn)行測試，在機(jī)器啟動時(shí)和在危險(xiǎn)狀態(tài)出現(xiàn)前，必須對安全功能進(jìn)行測試。在危險(xiǎn)性分析和運(yùn)行方式顯示有必要時(shí)，還可在運(yùn)行中定期進(jìn)行測試。只有測試正常，才能啟動機(jī)器或使機(jī)器持續(xù)運(yùn)行，測試本身不會導(dǎo)致危險(xiǎn)狀態(tài)，一旦檢測到故障，必須輸出一個(gè)信號使相應(yīng)的控制系統(tǒng)產(chǎn)生作用，同時(shí)必須能維持安全狀態(tài)直至故障排除。測試裝

14、置可以是單獨(dú)的，也可以是安全系統(tǒng)的一部分。在滿足等級1的要求的基礎(chǔ)上，等級3最主要的要求是當(dāng)安全控制系統(tǒng)中的一個(gè)元器件出現(xiàn)故障時(shí)，不會導(dǎo)致安全功能失效。在下一次安全功能起作用前或起作用時(shí)，必須能夠檢測到已經(jīng)存在的一個(gè)故障，但這并不意味著所有故障都已檢測出來，因此故障的積累會導(dǎo)致安全功能失效。等級4為最高安全控制等級。在符合等級1要求的同時(shí)，還要求安全控制系統(tǒng)中一個(gè)元器件的故障不會引起安全功能失效，而且故障能在下一次安全功能起作用時(shí)被識別出來，如果無法識別，要求多個(gè)故障的積累不會引起安全功能的失效。在等級2，3和4中，主要是通過電路結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)來達(dá)到對安全功能的要求。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)采用工作極其

15、安全可靠的元器件，可以不考慮這種元器件本身故障發(fā)生的可能性。同時(shí)，為了避免短路，減少故障的發(fā)生率，確定故障的類別，準(zhǔn)確地檢測故障以及避免二次故障的發(fā)生，可以采用諸如：隔離電路，充分的承載能力，當(dāng)遇故障時(shí)及時(shí)開路斷電，良好的接地等措施。在對機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)性進(jìn)行了分析和評估，同時(shí)確定了對應(yīng)的安全控制等級后，就必須對機(jī)器設(shè)備采用合理有效的安全保護(hù)措施和應(yīng)用符合國際標(biāo)準(zhǔn)的安全保護(hù)電器產(chǎn)品。對機(jī)器設(shè)備實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)有多種方式，如機(jī)電式、電子式、液壓式、氣動式等等，可以根據(jù)機(jī)器的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，目前使用最多、技術(shù)最成熟的方式是機(jī)電式。在實(shí)際應(yīng)用上，等級2很少使用，因?yàn)樵诘燃?中，安全保護(hù)功能如果在兩次測試

16、之間出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將無法檢測到，從而有可能在安全保護(hù)功能失效時(shí)導(dǎo)致機(jī)器或人身傷害事故的發(fā)生。就目前而言，絕大多數(shù)的工業(yè)機(jī)器都應(yīng)使用等級3或4的安全保護(hù)措施，特別是對一些及其危險(xiǎn)的工業(yè)機(jī)器，如切紙機(jī)械、沖壓機(jī)械、注塑機(jī)械等，必須使用等級4的安全保護(hù)措施。評估機(jī)器存在的危險(xiǎn)等級和相應(yīng)的安全等級，是選擇安全方案的第一步，如結(jié)果顯示一臺機(jī)器或者一道工序存在致傷的危險(xiǎn)，就一定要加以清除或者遏制，如何清除則取決于機(jī)器本身及其危險(xiǎn)的性質(zhì)。最好的保護(hù)措施就是，既提供最大限度的保護(hù)，又最小限度地干擾設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行。全面考慮機(jī)器各個(gè)方面的使用非常重要，因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)表明使用困難的系統(tǒng)最終將被淘汰。 機(jī)器設(shè)

17、備的安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)介紹（四） 機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)，其核心就是使機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)動作停止下來，這一點(diǎn)可以在如下的歐洲標(biāo)準(zhǔn)中反映出來：- EN 292 機(jī)器的安全：基本概念、總則和設(shè)計(jì)- 第一部分：基本術(shù)語和方法- 第二部分：技術(shù)原則和規(guī)范- EN 60204-1機(jī)器設(shè)備的電器裝置，第一部分：總體要求和規(guī)范- prEN 954-1: 1994控制系統(tǒng)中與安全保護(hù)功能相關(guān)的部件第一部分：設(shè)計(jì)總則- EN 1037-1: 1996防止機(jī)器設(shè)備的意外啟動如何將機(jī)器設(shè)備從運(yùn)行到停止下來是非常重要的。根據(jù)所使用的安全保護(hù)裝置的不同，可以有不同的安全停止功能。在正常運(yùn)行中使用的停止功能，

18、必須要能夠避免機(jī)器設(shè)備、產(chǎn)品和加工過程被破壞，同時(shí)要能夠防止機(jī)器設(shè)備的重新啟動，這就是對安全停止功能的要求。在EN 60204-1標(biāo)準(zhǔn)的第9.2.2段中，規(guī)定了三種停止類別：- 停止類別0：通過立即切斷供給機(jī)器設(shè)備的電源來實(shí)現(xiàn)停止，也就是停止不受控制。- 停止類別1：受控制的停止，供給機(jī)器設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電源一直保持，以使機(jī)器設(shè)備逐漸停止下來。只有當(dāng)機(jī)器設(shè)備完全停止后電源才被切斷。- 停止類別2：受控制的停止，供給機(jī)器設(shè)備驅(qū)動裝置的電源一直保持。正確的停止類別的選擇，必須建立在對機(jī)器設(shè)備所進(jìn)行的危險(xiǎn)性分析的基礎(chǔ)之上，這在prEN 954-1：1994標(biāo)準(zhǔn)中有所規(guī)定。所有的機(jī)器設(shè)備都必須具有停止類

19、別0的停止功能。停止類別1和/或2的停止功能只有在機(jī)器設(shè)備的安全和功能要求有必要時(shí)才可使用。停止類別0和1的停止功能必須與運(yùn)行方式無關(guān)，并且停止類別0必須具有優(yōu)先權(quán)。停止功能必須通過相應(yīng)電路的失電來實(shí)現(xiàn)，并且應(yīng)該比所對應(yīng)的啟動功能具有優(yōu)先權(quán)。除此之外，還必須采取相應(yīng)的措施以確?？煽康耐Ｖ?，與此相關(guān)的安全功能的設(shè)計(jì)原則在prEN 954-1：1994標(biāo)準(zhǔn)中有所規(guī)定，如果當(dāng)機(jī)器設(shè)備的電氣裝置出現(xiàn)故障時(shí)，會導(dǎo)致危險(xiǎn)狀況的出現(xiàn)，或是損壞機(jī)器，或是破壞材料加工過程，則必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┮詼p小這些危險(xiǎn)出現(xiàn)的可能性。在對停止功能做出的要求之中，還包括了如下對緊急停止的要求：- 緊急停止必須比其它所有功能和各

20、種方式的運(yùn)行都具有優(yōu)先權(quán)。- 對于會導(dǎo)致危險(xiǎn)情況出現(xiàn)的機(jī)器設(shè)備的執(zhí)行元件，供應(yīng)給其的電源必須能夠被盡可能快地切斷，同時(shí)不會產(chǎn)生新的其它危險(xiǎn)。- 復(fù)位操作必須不會導(dǎo)致任何重新啟動。如果需要的話，必須提供專門的緊急停止裝置。要實(shí)現(xiàn)停止類別0的緊急停止功能，只能通過使用機(jī)電式的元器件之間的硬接線來實(shí)現(xiàn)，而不能依靠任何開關(guān)邏輯（無論是硬件還是軟件）實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)安全保護(hù)線路時(shí)，必須要考慮到從控制指令發(fā)出到指令產(chǎn)生作用時(shí)，安全保護(hù)線路的響應(yīng)時(shí)間，這是非常重要的，尤其是在處理高動態(tài)驅(qū)動時(shí)。響應(yīng)時(shí)間與安全保護(hù)裝置的響應(yīng)速度有關(guān)，響應(yīng)速度低就意味著更長的安全保護(hù)響應(yīng)時(shí)間。制定EN 292標(biāo)準(zhǔn)的目的，就是要向制造

21、商、設(shè)計(jì)人員等提供一個(gè)必要的框架或策略，使得他們的產(chǎn)品能夠以最切實(shí)有效的方法來符合歐共體的要求，在這個(gè)過程中，充分理解歐洲機(jī)器指令中對安全保護(hù)做出的要求是十分必要的。機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)介紹（五） 為了防止人員在機(jī)器設(shè)備工作范圍內(nèi)遇到危險(xiǎn)，可以采用多種方法，安裝可移動的防護(hù)門是其中非常普遍的一種。在設(shè)計(jì)防護(hù)門時(shí)，應(yīng)該能夠做到在機(jī)器的危險(xiǎn)運(yùn)動停止之前，或其他危險(xiǎn)因素被排除之前，工作人員無法進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。安全門開關(guān)和電磁開關(guān)鎖可以用來對可移動的防護(hù)門進(jìn)行位置監(jiān)控和鎖緊。安全門開關(guān)和電磁開關(guān)鎖最大的特點(diǎn)是，具有一個(gè)單獨(dú)的分離式的操動件（也可稱為插片或操動鑰匙）。使用安全門開關(guān)和電磁開關(guān)鎖必須

22、實(shí)現(xiàn)以下功能：- 能夠確保在安全防護(hù)門打開時(shí)，機(jī)器設(shè)備不會產(chǎn)生危險(xiǎn)的動作；- 如果使用的是安全門開關(guān)，則在機(jī)器設(shè)備運(yùn)行過程中，一旦將可移動的安全防護(hù)門打開，必須能夠使機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)動作停止下來；- 如果使用的是電磁開關(guān)鎖，則可移動的安全防護(hù)門必須一直保持鎖定，直到機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)不會導(dǎo)致危險(xiǎn)狀況的產(chǎn)生；- 在兩種情況下，關(guān)閉可移動的防護(hù)門都不會直接啟動機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)動作。當(dāng)機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)動作停止下來的時(shí)間大于人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域所需的時(shí)間時(shí)，必須使用安全電磁開關(guān)鎖，這種安全電磁開關(guān)鎖具有安全鎖定和延時(shí)解鎖釋放功能。無論是安全門開關(guān)還是電磁開關(guān)鎖，都具有絕緣塑料外殼和金屬外殼兩個(gè)系列，選擇何種系列

23、取決于它們所處的環(huán)境條件，這些條件包括：機(jī)械負(fù)載、溫度、化學(xué)影響等。在任何情況下，具有單獨(dú)的分離式操動件的安全保護(hù)開關(guān)，都不允許用作機(jī)械停止開關(guān)。經(jīng)驗(yàn)表明，金屬外殼系列比絕緣塑料外殼系列更能承受惡劣的條件，但是，在通常的工業(yè)應(yīng)用條件下，絕緣塑料外殼系列能夠更好地發(fā)揮作用，例如，在各種機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、印刷機(jī)械、造紙機(jī)械、包裝機(jī)械等。安全電磁開關(guān)鎖有兩種工作方式，一種是通過彈簧力鎖定，通過電磁力解鎖；另一種是通過電磁力鎖定，通過彈簧力鎖定。無論選用何種工作方式的安全電磁開關(guān)鎖，都必須考慮到在鎖定狀況下可能承受的最大拉力。彈簧力鎖定工作方式的安全電磁開關(guān)鎖時(shí)通過內(nèi)部的彈簧力來進(jìn)行鎖定，通過內(nèi)部的電

24、磁線圈通電產(chǎn)生的電磁力來進(jìn)行解鎖，如果電磁線圈沒有通電，則可移動的防護(hù)門將始終保持鎖定狀態(tài)。在這種形式的電磁開關(guān)鎖中，內(nèi)部的彈簧為安全型的彈簧，其彈簧線圈之間的間隙比彈簧鋼絲的直徑還要小，這樣可以避免彈簧的損壞，確保彈簧可以實(shí)現(xiàn)安全的鎖定功能。為了能夠在電磁線圈沒有通電的情況下解除彈簧的鎖定力并打開電磁開關(guān)鎖，所有型號的電磁開關(guān)鎖都具有輔助的解鎖結(jié)構(gòu)，解鎖功能只能通過專用工具來實(shí)現(xiàn)，例如專用的三角形套筒扳手等，這種專用工具可以用來打開電磁開關(guān)鎖和進(jìn)行復(fù)位。電磁開關(guān)鎖的另一種工作方式是通過電磁力鎖定。當(dāng)開關(guān)內(nèi)部的電磁線圈通電后產(chǎn)生電磁力，這個(gè)電磁力克服彈簧的彈力之后將操動件鎖定，而當(dāng)電磁線圈斷電

25、之后，彈簧將恢復(fù)原狀，從而將操動件解鎖。在EN 1088:1996標(biāo)準(zhǔn)中明確指出，通過彈簧力鎖定的電磁開關(guān)鎖可以被當(dāng)作安全開關(guān)用來保護(hù)人身安全，而通過電磁力鎖定的電磁開關(guān)鎖只能應(yīng)用于少數(shù)情況，在這些情況中，機(jī)器設(shè)備經(jīng)過分析后確認(rèn)不會對人身安全造成傷害，但卻需要對機(jī)器設(shè)備本身或材料的加工過程進(jìn)行保護(hù)。原因顯而易見，在使用通過電磁力鎖定的電磁開關(guān)鎖時(shí)，一旦因?yàn)橥獠烤€路的問題使得電磁線圈無法通電，則無法鎖定操動件，從而使可移動的防護(hù)門能夠輕易被打開，電磁開關(guān)鎖失去了安全鎖定的功能。機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)介紹（六） 在許多危險(xiǎn)性很高的機(jī)器設(shè)備中，如鍛壓設(shè)備、沖剪設(shè)備等，都會使用雙手控制裝置。雙手

26、控制裝置屬于電敏式安全保護(hù)裝置，其作用是當(dāng)有人在操作機(jī)器設(shè)備，給機(jī)器設(shè)備一個(gè)產(chǎn)生危險(xiǎn)動作的信號時(shí)，迫使其同時(shí)使用雙手，從而必須待在一個(gè)地方，這樣可以確保安全。雙手控制裝置是安全保護(hù)裝置，要求雙手的動作必須要保持同時(shí)，這也就意味著在啟動機(jī)器或保持機(jī)器設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，只要機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)動作沒有停止，操作人員的雙手就會被一直限制在遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)域的范圍之內(nèi)。雙手控制裝置一般被當(dāng)作安全保護(hù)裝置，用于在危險(xiǎn)區(qū)域附近的物料提升或危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的手動送取料，舉例來說，可以用于如下情況：- 在粉末冶金設(shè)備或類似設(shè)備中，金屬加工過程中的沖壓；- 印刷和造紙?jiān)O(shè)備；- 沖壓設(shè)備和類似的金屬加工機(jī)械；- 化學(xué)工業(yè)中使用的機(jī)器設(shè)

27、備；- 橡塑工業(yè)中使用的機(jī)器設(shè)備。在prEN 574：1991標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了三種不同類型的雙手控制器，它們之間在安全保護(hù)等級上有所區(qū)別：- 類型1：具有兩種控制功能的可能性，要求雙手同時(shí)操作，并且在機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)運(yùn)行過程中始終保持動作，一旦有一個(gè)控制操作裝置被釋放，機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)動作將立即停止。- 類型2：除了類型1的要求外，還要求當(dāng)兩個(gè)控制操作裝置都被釋放后，機(jī)器設(shè)備的再次運(yùn)行必須要重新啟動。- 類型3：除了類型1和2的要求外，還要求兩個(gè)控制操作裝置必須在小于等于0.5秒的時(shí)間內(nèi)同時(shí)動作，如果時(shí)間間隔超過0.5秒，則必須將兩個(gè)控制操作裝置都釋放，再重新啟動機(jī)器。在prEN 574：1991標(biāo)

28、準(zhǔn)中，提供了一個(gè)選擇雙手控制裝置的方法，在對機(jī)器設(shè)備經(jīng)過危險(xiǎn)性分析后，可按照下表選擇合適的雙手控制裝置：類型操作方式舉例可應(yīng)用的機(jī)器設(shè)備舉例1不需要給設(shè)備進(jìn)行送取料的工作。不太需要待在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，不太可能因?yàn)橐粋€(gè)控制裝置受到阻礙而使整個(gè)功能不正常。工具夾緊2工作地點(diǎn)非?？拷ｋU(xiǎn)區(qū)域，但通常情況下不會進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。工具調(diào)整3經(jīng)常手動在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)送取料。機(jī)械沖壓  在雙手控制裝置中，對除去操作按鈕以外的罩殼的設(shè)計(jì)也有特殊的要求，以防止無意之中操作按鈕，或通過簡單的方式降低雙手控制裝置的安全保護(hù)功能。特別是必須確保不可能只用一支手，或是身體的其它部位，或是使用其它的簡單途徑，或是因?yàn)橐馔猓?/p>

29、而使雙手控制裝置的按鈕被操動。 雙手控制裝置外殼的設(shè)計(jì)符合人體工程學(xué)的原理，能確保無法通過簡單的途徑，如使用一支手和肘部、膝蓋、臀部、大腿、腹部等，來操動雙手控制裝置，這些操作會減小安全保護(hù)的作用。另外，雙手控制裝置在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到以下一些要求，能夠承受預(yù)期的工作強(qiáng)度和環(huán)境條件，所有的邊角部分應(yīng)該是圓滑的或斜面的，能夠打開或移去的部分必須采取特別的措施，使得它們必須借助工具才能打開或移去。在選擇按鈕時(shí)，每個(gè)控制操作按鈕必須有一個(gè)常開和一個(gè)常閉觸點(diǎn)，且這兩個(gè)觸點(diǎn)必須是兩個(gè)獨(dú)立的觸點(diǎn)塊，以確保整個(gè)按鈕動作的可靠性。機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)介紹（七） 為了消除直接的或即將出現(xiàn)的危險(xiǎn)，所有的機(jī)器

30、設(shè)備都必須具有緊急停止功能（只有少部分例外情況），緊急停止功能可以通過一個(gè)或多個(gè)緊急停止裝置來實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際使用過程中，緊急停止裝置只能被用作為機(jī)器設(shè)備附加的預(yù)防危險(xiǎn)的措施，而不能用來取代必需的安全保護(hù)裝置，也不能用作自動的安全裝置。在新的歐共體標(biāo)準(zhǔn)EN 418：1992中，對控制裝置的功能做出了新的規(guī)定，其中在緊急停止設(shè)備的設(shè)計(jì)原則和功能方面也有新的規(guī)定。新標(biāo)準(zhǔn)對緊急停止設(shè)備的性能提出了更高的要求，要求控制裝置或操動裝置的鎖定與緊急停止信號的觸發(fā)之間的互相依賴關(guān)系更加緊密，同時(shí)還要能夠防止意外解除緊急停止裝置的鎖定狀態(tài)。特別要指出的是，對緊急停止裝置有一個(gè)特殊的要求，即在給出緊急停止的命令信號

31、之后，控制裝置的操動頭必須能夠通過預(yù)先設(shè)置在內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)來自動運(yùn)動到切斷位置。這就意味著只有那些內(nèi)部具有彈簧結(jié)構(gòu)，在操動力達(dá)到了壓力點(diǎn)之后，能夠自動鎖定的裝置才能滿足這個(gè)要求。而那些通過內(nèi)部升起動作來實(shí)現(xiàn)鎖定功能的裝置則不能滿足這個(gè)要求。在標(biāo)準(zhǔn)中之所以這樣著重做出規(guī)定，是為了在機(jī)器設(shè)備的控制過程中，能夠更好地防止無意之中的重新啟動。在使用傳統(tǒng)的控制裝置時(shí)存在著一定的危險(xiǎn)因素，即操動頭很容易動作，不需要鎖定和觸發(fā)一個(gè)緊急停止信號。在這種情況下，對啟動按鈕的錯(cuò)誤動作將會導(dǎo)致無意之中的，甚至可能是危險(xiǎn)的重新啟動，因?yàn)闆]有鎖定功能，緊急停止設(shè)備的安全觸點(diǎn)將不會再保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)中還對緊急停止設(shè)備的

32、顏色、布置、設(shè)計(jì)等做出了規(guī)定，也說明了有如下幾種形式的緊急停止裝置：- 緊急停止按鈕- 緊急停止拉線開關(guān)- 緊急停止腳踏開關(guān)，不帶保護(hù)罩在EN 418：1992標(biāo)準(zhǔn)中，還有如下內(nèi)容：- 控制裝置及其操動元件應(yīng)該應(yīng)用肯定的機(jī)械動作原理；- 在操動元件動作后，緊急停止裝置應(yīng)該可以消除機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)動作，或是自動地以最有可能的方式降低危險(xiǎn)；- 緊急停止裝置的操動元件動作后，在產(chǎn)生一個(gè)緊急停止命令信號的同時(shí)，應(yīng)該會同時(shí)使控制裝置鎖定在停止?fàn)顟B(tài)，這樣，當(dāng)操動元件恢復(fù)原狀后，緊急停止命令信號仍將保持，直到控制裝置被復(fù)位（解鎖）。在緊急停止命令信號沒有產(chǎn)生時(shí)，不允許使控制裝置處于鎖定狀態(tài)。在控制裝置出現(xiàn)故障

33、的情況下，產(chǎn)生緊急停止命令信號的功能應(yīng)該比鎖定功能具有優(yōu)先權(quán)；- 在控制裝置處于動作期間，由緊急停止命令信號產(chǎn)生的機(jī)器設(shè)備的安全狀態(tài)應(yīng)該不會被無意更改。在產(chǎn)生緊急停止信號后，機(jī)器設(shè)備可以有停止類別0或1兩種形式，因此緊急停止應(yīng)該具有如下功能：- 符合停止類別0，也就是通過立即切斷機(jī)器設(shè)備動作元件的工作電源使機(jī)器設(shè)備停止下來；- 或者是使機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)部件與它們的機(jī)械操動元件之間形成機(jī)械脫離，如果有必要的話，產(chǎn)生不受控制的制動；- 或者是符合停止類別1，也就是機(jī)器設(shè)備的動作元件在通電的情況下其停止過程受到控制，在達(dá)到停止?fàn)顟B(tài)后再切斷其工作電源。機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)介紹（八） 在歐共體標(biāo)準(zhǔn)

34、中，有一些標(biāo)準(zhǔn)對安全保護(hù)距離做出了規(guī)定。對安全距離有兩種不同的規(guī)定，一種是用在危險(xiǎn)區(qū)域前方的防護(hù)裝置的安全距離，這種防護(hù)裝置是用來阻止人體或人體的一部分進(jìn)入到危險(xiǎn)區(qū)域，比如安全防護(hù)門。另一種是技術(shù)型的安全保護(hù)裝置的安全距離，這種安全保護(hù)裝置是用來檢測人體或人體的一部分在危險(xiǎn)區(qū)域前方的移動，并根據(jù)檢測的結(jié)果輸出安全保護(hù)信號。對于前一種安全距離，有如下標(biāo)準(zhǔn)做出規(guī)定：- EN 294：防止人的上肢能夠進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的安全距離；- EN 349：避免人體的各個(gè)部分受到擠壓的最小間隔；- prEN 811：防止人的下肢能夠進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的安全距離。對于后一種安全距離，有如下標(biāo)準(zhǔn)做出規(guī)定：- prEN 999

35、：1993：手掌/手臂的速度人體各個(gè)部分的接近速度，用于對安全保護(hù)裝置進(jìn)行定位。該標(biāo)準(zhǔn)可應(yīng)用于安全門開關(guān)鎖、電敏式安全保護(hù)裝置、安全地毯和雙手控制器等。離開危險(xiǎn)區(qū)域所需要的最小安全距離，可以用下面的公式來進(jìn)行計(jì)算：S=K×T (+C)S：用毫米做單位表示的從危險(xiǎn)區(qū)遇到安全保護(hù)區(qū)域之間的最小安全距離；K：用毫米做單位表示的每秒鐘的接近距離，通常為1600mm/s；T：用秒做單位表示的總的響應(yīng)時(shí)間，由t1和t2兩部分組成。t1為安全保護(hù)裝置從被觸發(fā)到輸出信號之間的最大響應(yīng)時(shí)間，t2為整個(gè)機(jī)器的最大響應(yīng)時(shí)間，即從機(jī)器接收到安全保護(hù)裝置的輸出信號到機(jī)器靜止下來或危險(xiǎn)因素被解除之間的最大響應(yīng)時(shí)

36、間。C：用毫米做單位的在進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)要考慮的附加距離。通常情況下，機(jī)器設(shè)備在任何運(yùn)行方式下其安全保護(hù)裝置都必須能可靠地發(fā)揮作用，但是，也允許有例外情況，就是機(jī)器在沒有其它可能產(chǎn)生明顯動作的情況。一個(gè)典型的例子就是機(jī)器設(shè)備內(nèi)工具的安裝，必須在機(jī)器運(yùn)行且安全防護(hù)門打開的情況下進(jìn)行調(diào)整。在歐共體標(biāo)準(zhǔn)EN 60204-1中，對于將安全保護(hù)裝置旁路掉的做法進(jìn)行了特別的規(guī)定，并且在不同的機(jī)器安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)（C類標(biāo)準(zhǔn)）中有更加詳細(xì)的規(guī)定，例如降低運(yùn)動速度等。首先，將安全保護(hù)裝置旁路掉只能在機(jī)器的某些特殊運(yùn)行方式下才可以進(jìn)行，此時(shí)，旁路裝置必須有保護(hù)措施，例如為了有效地禁止機(jī)器的自動運(yùn)行方式，能夠被電氣鎖定，

37、使用可鎖定的選擇開關(guān)就是一種典型的用法。另外，即使是在這些特殊的運(yùn)行方式下，也就是旁路裝置已經(jīng)將自動運(yùn)行方式旁路掉時(shí)，仍然必須采取措施來保護(hù)運(yùn)行人員的人身安全。舉例來說，要實(shí)現(xiàn)旁路功能，可以使用特殊的固定式指令裝置或者手持式控制裝置（帶有附加的緊急停止設(shè)備），這些裝置使運(yùn)行人員能夠有意識地選擇觸發(fā)機(jī)器的運(yùn)動，并且能自動復(fù)位。另外，也可以采取措施來限制機(jī)器運(yùn)動的速度和范圍。總之，在機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)中，安全距離和旁路裝置都是非常重要的。在采用任何一種安全保護(hù)措施之前，都必須考慮到安全距離。而將機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)裝置旁路掉是十分危險(xiǎn)的，只有使用經(jīng)過嚴(yán)格測試的旁路裝置，才能確保運(yùn)行人員的人身安全。機(jī)

38、器設(shè)備的安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)介紹（九） 在機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)中，除了要使用安全可靠的保護(hù)元件外，對于非常危險(xiǎn)的機(jī)器設(shè)備，還要對其安全保護(hù)控制電路做出一定的要求，以提高安全保護(hù)的等級，安全監(jiān)控器模塊就能起到這個(gè)作用。安全監(jiān)控器模塊就相當(dāng)于一個(gè)完整的安全保護(hù)控制電路。它連接在機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)元件，如安全門開關(guān)、緊急停止開關(guān)等，和機(jī)器設(shè)備的啟?？刂圃珩R達(dá)接觸器、控制繼電器等之間。為了提高可靠性，所有的安全監(jiān)控器模塊都具有雙重的系統(tǒng)安全自檢檢測電路，以及肯定動作的輸出繼電器。每一個(gè)安全監(jiān)控器模塊都能夠監(jiān)測到安全保護(hù)系統(tǒng)中元件的故障、接線中的相互連接故障，以及自身內(nèi)部監(jiān)測電路和輸出繼電器的故障。當(dāng)

39、安全監(jiān)控器模塊檢測到機(jī)器設(shè)備安全保護(hù)電路的故障或是安全防護(hù)門被打開，它就能夠切斷模塊的輸出信號，使機(jī)器設(shè)備停止下來，從而保護(hù)工作人員的人身安全。同時(shí)，它還能夠在安全保護(hù)電路的故障被排除之前，禁止機(jī)器設(shè)備的重新啟動。除了能夠檢測到安全門開關(guān)的開啟和緊急停止開關(guān)的動作之外，安全監(jiān)控器模塊根據(jù)不同的設(shè)計(jì)，還可以檢測到安全保護(hù)電路的如下一些故障：- 安全門檢測開關(guān)/傳感器失效；- 安全保護(hù)電路斷路；- 安全保護(hù)電路短路；- 安全保護(hù)電路短路接地；- 被控制的輸出裝置（如馬達(dá)接觸器）觸點(diǎn)燒焊；- 安全監(jiān)控器模塊的肯定動作繼電器失效；- 安全保護(hù)系統(tǒng)的檢測電路故障；- 工作電壓不足。安全監(jiān)控器模塊有兩種組

40、成結(jié)構(gòu)，一種是基于繼電器組合電路，另一種是基于微處理器電路。基于微處理器電路的安全監(jiān)控器模塊還具有系統(tǒng)自診斷功能，通過可見的LED指示燈輸出，能夠顯示出故障的內(nèi)容和位置，這樣就可以盡量縮短機(jī)器設(shè)備的停機(jī)時(shí)間。安全監(jiān)控器模塊能夠檢測到機(jī)器設(shè)備安全保護(hù)電路中的故障，并能夠確定其出現(xiàn)的位置，能夠與安全門開關(guān)、安全電磁開關(guān)鎖、磁編碼傳感器、安全邊沿開關(guān)、安全光幕、急停按鈕和緊急拉線開關(guān)配合使用，滿足廣泛的安全應(yīng)用需要。安全監(jiān)控器模塊增強(qiáng)了機(jī)器設(shè)備安全保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，通過檢測出安全保護(hù)電路中的故障，可以切斷電源使機(jī)器停止運(yùn)行，直到故障被排除，大大提高了安全等級。安全監(jiān)控器模塊有兩種輸入方式，單通道式只

41、能輸入一個(gè)常閉觸點(diǎn)，當(dāng)用于安全保護(hù)電路中時(shí)不能檢測出接線短路和輸入狀態(tài)改變錯(cuò)誤。雙通道式允許輸入兩個(gè)觸點(diǎn)，在自檢測電路中互為冗余。這種模塊能夠檢測出接線故障和輸入狀態(tài)改變故障，因此比單通道式有更高的安全等級。在選擇使用何種安全監(jiān)控模塊時(shí)，通常需要明確以下幾點(diǎn)內(nèi)容：（1） 需要監(jiān)控的輸入信號的類型，例如，是急停開關(guān)、安全門開關(guān)、安全光幕還是磁編碼傳感器；（2） 需要監(jiān)控的輸入信號的數(shù)量；（3） 模塊需要的輸出通道的數(shù)量和類型，例如，肯定動作繼電器的輸出數(shù)量，輔助信號的輸出數(shù)量；（4） 是否需要對所控制的輸出裝置（如馬達(dá)接觸器、控制繼電器等）的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；（5） 需要達(dá)到的安全保護(hù)等級，這通

42、常需要根據(jù)對機(jī)器設(shè)備所做的危險(xiǎn)性分析來決定；（6） 控制系統(tǒng)所需要的復(fù)位方式，如排除故障后自動復(fù)位，或是通過某種控制元件（如重新啟動按鈕）來手動復(fù)位。通過以上步驟，能夠很簡單的選擇出一種或幾種安全監(jiān)控器模塊，來滿足實(shí)際應(yīng)用中的需要。機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)介紹（十） 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)床在所有生產(chǎn)設(shè)備中的地位無疑是最為舉足輕重的，各種類型的機(jī)床被廣泛應(yīng)用于諸如汽車、船舶、輕工等各行各業(yè)中。在發(fā)揮極大作用的同時(shí)，由于技術(shù)設(shè)計(jì)上的考慮不當(dāng)，機(jī)床在使用過程中也常常會造成生產(chǎn)事故。如何在合理發(fā)揮機(jī)床作用的同時(shí)，最大程度地減少生產(chǎn)事故的發(fā)生，應(yīng)該是所有機(jī)床設(shè)計(jì)人員和制造廠商義不容辭的責(zé)任。另外，隨

43、著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床的制造水平越來越高，機(jī)床的加工精度也越來越高，這就要求在機(jī)床的加工過程當(dāng)中，來自外界的干擾越小越好。從以上兩方面可以看出，在機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造過程中，必須充分考慮到安全保護(hù)技術(shù)的重要性，全面采取安全保護(hù)措施已經(jīng)勢在必行。在機(jī)床的使用過程中，最危險(xiǎn)、最需要采取保護(hù)措施的部位，首先是各種刀具對工件進(jìn)行加工的部位，在這種部位安裝防護(hù)罩非常必要。同時(shí)，安裝防護(hù)罩也可以保護(hù)加工過程不受外界的影響，從而提高加工的精度。在防護(hù)罩上，需要安裝防護(hù)門作為操作人員與加工工件之間的通道，而如何使防護(hù)門起到安全保護(hù)作用，成為安全門，就顯得尤為重要。防護(hù)門的開啟和關(guān)閉有多種方式，對于防護(hù)門不同的

44、開關(guān)方式，可以通過安裝不同類型的安全開關(guān)來實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)功能。由于機(jī)床的危險(xiǎn)程度比較高，因此所需的安全保護(hù)等級也相應(yīng)比較高，為此可以通過將安全開關(guān)與各種安全監(jiān)控器配合使用，來實(shí)現(xiàn)較高的安全保護(hù)目標(biāo)。通過在門上安裝一個(gè)電磁安全開關(guān)鎖，并將其與安全監(jiān)控器配合使用，可以實(shí)現(xiàn)如下功能：當(dāng)防護(hù)門開啟時(shí)，門內(nèi)的機(jī)器無法啟動，只有在操作人員一切準(zhǔn)備就緒，關(guān)閉防護(hù)門后才可以啟動機(jī)器。當(dāng)機(jī)器啟動后，電磁安全開關(guān)鎖將被鎖定，除非用極大的力量或使用專門的鑰匙，否則防護(hù)門將無法開啟，這樣可以確保避免生產(chǎn)過程中意外事故的發(fā)生。在切斷機(jī)器的工作電源后，由于慣性，機(jī)器仍將運(yùn)動一段時(shí)間，也就還具有一定的危險(xiǎn)性，此時(shí)可以通過在安

45、全保護(hù)系統(tǒng)中增加一個(gè)安全時(shí)間繼電器，使得機(jī)器電源切斷后，防護(hù)門依然無法開啟。只有當(dāng)安全時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間到了之后，系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)信號給電磁安全開關(guān)鎖，這樣防護(hù)門才能開啟。可以通過設(shè)置安全時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間，來確保門內(nèi)的機(jī)器運(yùn)動已經(jīng)完全停止，此時(shí)開啟防護(hù)門不會有任何危險(xiǎn)。下面通過該安全保護(hù)系統(tǒng)的原理接線圖，來具體分析上述功能是如何實(shí)現(xiàn)的：圖中AZM為電磁安全開關(guān)鎖，AES為安全監(jiān)控器，AZS為安全時(shí)間繼電器。在正常狀況下，安裝于機(jī)床上的防護(hù)門是關(guān)閉的，此時(shí)AZM開關(guān)內(nèi)的常開觸點(diǎn)（13-14）斷開，常閉觸點(diǎn)（1-2）閉合，AES安全監(jiān)控器內(nèi)的兩個(gè)微處理器對這兩個(gè)觸點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行檢測后，K1和K2繼

46、電器線圈通電，這樣電動機(jī)控制回路中的K3和K4接觸器線圈也就通電，電動機(jī)可以啟動。在電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，AZS安全時(shí)間繼電器內(nèi)的兩個(gè)微處理器對K3、K4接觸器的兩個(gè)觸點(diǎn)（S13-S14和S21-S22）的狀態(tài)進(jìn)行檢測，使K1和K2繼電器線圈不帶電，端子34無電流輸出，AZM開關(guān)內(nèi)的電磁線圈不帶電，內(nèi)部的彈簧機(jī)構(gòu)將鑰匙插片鎖緊，防護(hù)門就無法開啟。當(dāng)防護(hù)門開啟后，常開觸點(diǎn)（13-14）閉合，常閉觸點(diǎn)（1-2）斷開，此時(shí)AES安全繼電器內(nèi)的微處理器同樣對AZM開關(guān)內(nèi)的觸點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測，使K1、K2繼電器和K3、K4接觸器的線圈全部失電，電動機(jī)無法啟動。當(dāng)切斷電動機(jī)的工作電源后，K3、K4接觸器的線圈不

47、帶電，AZS安全時(shí)間繼電器內(nèi)的微處理器檢測到兩個(gè)觸點(diǎn)（S13-S14和S21-S22）的狀態(tài)發(fā)生改變，此時(shí)并不會立即使K1、K2繼電器的線圈帶電，而是先使內(nèi)部的計(jì)時(shí)裝置開始工作，在達(dá)到事先設(shè)定的時(shí)間之后，微處理器才會使K1、K2繼電器的線圈帶電，從而使端子34有電流輸出，AZM開關(guān)內(nèi)的電磁線圈帶電，將彈簧機(jī)構(gòu)收縮，從而松開鑰匙插片，使防護(hù)門可以開啟。通過調(diào)整AZS安全時(shí)間繼電器內(nèi)的計(jì)時(shí)裝置，可以改變設(shè)定的延時(shí)時(shí)間，這樣可以確保在電動機(jī)完全停止下來之后才能開啟防護(hù)門，也就避免了發(fā)生事故的可能性。在此電路中所使用的AZM開關(guān)，其常閉觸點(diǎn)（1-2）為肯定斷開觸點(diǎn)，而AES安全監(jiān)控器和AZS安全時(shí)間繼

48、電器采用的都是信號冗余處理技術(shù)，通過兩個(gè)采用不同編程的微處理器和兩個(gè)安全繼電器K1、K2，可以實(shí)現(xiàn)自檢測和相互監(jiān)測，防止發(fā)生故障互容性。因此，此電路具有極高的故障防誤和識別性能，符合歐洲安全開關(guān)電器標(biāo)準(zhǔn)，具有高度的安全可靠性，能夠達(dá)到高要求的安全保護(hù)等級。機(jī)器設(shè)備的安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)介紹（十一） 在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備中，安全防護(hù)門的使用已十分普遍，除了機(jī)床制造業(yè)外，汽車、橡塑、印刷等行業(yè)的設(shè)備也需要使用安全防護(hù)門。而在安全防護(hù)門的保護(hù)上，除了使用安全電磁開關(guān)鎖外，還可以使用其它類型的安全開關(guān)，與安全監(jiān)控器模塊配合，同樣可以滿足各種安全保護(hù)需要。用于安全保護(hù)功能的元器件應(yīng)該確保工作安全可靠，即使在元件

49、或模塊出現(xiàn)故障的情況下仍能滿足安全保護(hù)的要求，即安全觸點(diǎn)在故障時(shí)仍要確?？隙〝嚅_。在安全防護(hù)門的保護(hù)上，限位開關(guān)是經(jīng)常使用的一類安全開關(guān)，它的開關(guān)動作機(jī)構(gòu)在開關(guān)內(nèi)部，通過一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)來動作。當(dāng)限位開關(guān)用于安全防護(hù)門的保護(hù)時(shí)，必須滿足當(dāng)安全防護(hù)門關(guān)閉時(shí)，其常閉觸點(diǎn)保持閉合，此時(shí)機(jī)器能夠啟動。一旦安全防護(hù)門打開，限位開關(guān)的操動頭動作，并通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)使常閉觸點(diǎn)斷開。只有采取這樣的工作方式，才能確保即使是在限位開關(guān)出現(xiàn)故障（例如觸點(diǎn)發(fā)生燒焊）的情況下，安全保護(hù)系統(tǒng)仍然能夠發(fā)揮作用。在分離式的安全保護(hù)開關(guān)中，除了安全電磁開關(guān)鎖之外，還有不具備電磁鎖定功能的安全門開關(guān)，同樣可以應(yīng)用于安全防護(hù)門的保護(hù)。安全

50、門開關(guān)由相互獨(dú)立的兩部分組成：開關(guān)本體和開關(guān)操動件。當(dāng)安全防護(hù)門打開時(shí)，開關(guān)操動件被從開關(guān)本體中拉出，此時(shí)開關(guān)內(nèi)的常閉觸點(diǎn)會通過一個(gè)機(jī)械反彈裝置斷開。當(dāng)安全防護(hù)門閉合時(shí)，開關(guān)操動件插入開關(guān)本體內(nèi)，此時(shí)常閉觸點(diǎn)閉合，這樣機(jī)器設(shè)備的驅(qū)動或控制系統(tǒng)才能夠通電工作。在歐共體標(biāo)準(zhǔn)EN 60947-5-3中，對非接觸式的安全保護(hù)開關(guān)做出了規(guī)定。非接觸式的安全保護(hù)開關(guān)也可以用于安全防護(hù)門的保護(hù)，其可靠性和適用性已得到了廣泛的證明，特別是在惡劣的環(huán)境下，如腐蝕性很強(qiáng)的環(huán)境和諸如肉類加工這樣對衛(wèi)生要求很高的行業(yè)。因?yàn)榉墙佑|式的安全保護(hù)開關(guān)其傳感器和觸發(fā)元件的外殼是完全密封的，并且非常緊湊和光滑，易于清潔。在這些環(huán)境下，非接觸式的安全保護(hù)開關(guān)的使用性能要強(qiáng)于機(jī)電式的開關(guān)。非接觸式的安全保護(hù)開關(guān)中最常用的一種是磁式安全開關(guān)，傳感器通過檢測觸發(fā)元件磁場的變化來產(chǎn)生安全開關(guān)信號。除了非接觸式的安全保護(hù)開關(guān)外，在某些機(jī)器設(shè)備上還會用到非接觸式的安全防護(hù)門，其中最常見的就是我們平常所說的光柵和光幕。光柵和光幕是電敏式安全保護(hù)裝置，通過在發(fā)射器和接收器之間發(fā)射和接收紅外線，形成一個(gè)不可見的、非接觸式的安全防護(hù)門，當(dāng)有人或物體經(jīng)過該區(qū)域時(shí)，保護(hù)裝置能夠檢測到并產(chǎn)生一個(gè)安全開關(guān)信號，從而起到安全保護(hù)的作