根据普遍参考的控制层次结构,工作场所人员的安全取决于各种类型的保护措施。其中最有效的是危险消除——显然足够了。天平的另一端是个人防护装备的佩戴。介于两者之间的是工程控制领域——设计或改造机械以将工人与风险隔离。
这一类别包含各种各样的工程理念。电梯和平台有助于防止人们跌倒(或被摔倒)。保险丝或爆破片等牺牲部件旨在保护机器免于在压力下发生故障。通风系统确保空气清洁且呼吸安全。
制造中的机器安全系统
具有快速移动部件(例如飞轮、传动带和风扇叶片)的机器会造成特别的危险,并且在可行的情况下,法律要求配备防止与身体部位接触的防护装置。这些防护装置的范围从适当制造的罩子和防护罩到机器人和其他大型机器的金属丝外围笼。
当需要对设备进行人工干预时,为了进行检查或维修,必须停用危险机械并保持安全关闭。传统上使用许多设备来执行此过程。最常见的是,当门打开时,连接到门的电气联锁装置会自动禁用机器。
对于较小的机器或网笼不合适的地方,灯条和窗帘具有相同的功能。(当人破坏两点之间投射的光场时,电路就会中断。)压力垫是另一种常用的存在检测设备。
这种安全系统通常通过一系列硬连线机电部件进行操作:开关、继电器、接触器、编码器等。然而,这些外部设备执行的安全控制越来越多地集成到变速驱动器的编程中。与非数字前身相比,
基于驱动器的安全系统的安装复杂性和耗时性更低。它们避免了传统故障安全机制所需的额外电子结构,并且不易受到部件故障的影响。此外,通过更简单、更快速的重置程序,可以最大限度地减少昂贵的停机时间。
制造机器中基于驱动的安全系统
与机器工程的所有方面一样,基于驱动器的安全功能必须以一定的可靠性运行。国际电工委员会等机构制定的标准为欧盟和全球其他当局制定的立法提供依据。为了满足欧盟机械指令2006/42/EC要求的安全标准,变速驱动器的功能安全必须符合产品标准EN/IEC 61800-5-2。
基于驱动的系统可以为运营带来的安全措施涵盖一系列危险响应。最常用的基本功能是安全扭矩关闭 (STO)信号。这只是简单地关闭了电机的扭矩产生能量供应。机器停止的速度取决于负载或摩擦力,并且保证不会意外重启。
在必须以受控方式停止机械动作的情况下,安全停止 1 (SS1)功能会指示驱动器在自动激活 STO 之前将速度快速降至停止状态。这适合锯床、磨床和轧机等重型旋压设备的紧急停止要求。
安全停止 2 (SS2) 的工作方式相同,只不过制动后电机保持在安全运行状态。可能需要使用此功能来保持电机可用的全部扭矩,以保持设备部件稳定,否则可能会掉落。
对于处理非常重负载的起重机和提升机等机械,安全制动控制 (SBC)用于在 STO 信号停用主驱动器的同时激活机械保持制动器。
借助安全限速 (SLS)功能,可以使机械在低于指定限制的情况下运行。由驱动器监控,超过该限制的速度将通过 STO 或 SS1 信号自动触发紧急停止。
SLS 功能在设备的设置和维护中特别有用,例如,需要将电缆手动送入转动轮或滚筒。这通常也是减少工作损失的一种方法。当操作员位于设备附近时,它不是完全关闭机器,而是可以用来以降低的安全速率继续生产,直到操作员进入特定的危险区域(此时电源被切断)。由于功率急剧下降以及功率激增可能会导致某些机器出现危险行为,因此可以通过安全速度范围 (SSR)
功能将速度下限与上限结合起来进行编程。 通过插件模块和现场总线模块单独或组合使用这一系列的安全控制,可以为自动化设计人员提供比以前更大的灵活性和自由度。通过驱动器界面中提供的状态信息,操作员可以获得可靠的系统概览,并可以进行及时、准确的诊断。 其智能和适应性强的特性最终意味着基于驱动器的安全系统不仅能够有效地应对机械危险,而且能够预防机械危险。由此给工作场所带来的好处不仅体现在安全方面,还体现在简化设计和提高整体效率方面,使其成为自动化工业的自然组成部分。
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