11月初發(fā)生在重慶萬州的公交墜江事故，在社會(huì)上引起了廣泛關(guān)注，根據(jù)公安機(jī)關(guān)還原的事件真相，事故起因是乘客和駕駛員之間發(fā)生了激烈的肢體沖突，導(dǎo)致車輛失控，最終釀成悲劇。
如果那位乘客能夠保持理智，如果那位駕駛員心里有一盞安全的警示燈，也許悲劇就不會(huì)上演。但是寄希望于人能夠及時(shí)控制自己的行為，避免事故的發(fā)生，顯然是不靠譜的。在司機(jī)位增加防護(hù)隔離裝置，可能是當(dāng)前最直接且有效的一種解決辦法。
安全防護(hù)應(yīng)該怎么做?
不管是在生活中，還是在工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行充分的評(píng)估，采取必要的措施，比如安裝合適的防護(hù)設(shè)備，設(shè)計(jì)安全控制系統(tǒng)等來降低風(fēng)險(xiǎn)，都是十分必要的。
看似簡(jiǎn)單的安全防護(hù)，其實(shí)有大學(xué)問。
圖1，防護(hù)裝置提高生產(chǎn)安全性
“固定防護(hù)?可移動(dòng)防護(hù)?”
防護(hù)，顧名思義，就是用來保護(hù)人們免受機(jī)器的傷害。在一些情況下，防護(hù)措施也可以同時(shí)保護(hù)機(jī)器的生產(chǎn)過程，不被人為干擾。比如，避免靠近機(jī)器的人隨意中斷時(shí)間要求苛刻的生產(chǎn)過程。
對(duì)于工廠新購(gòu)置的機(jī)器，到底是加裝固定的防護(hù)還是可移動(dòng)的防護(hù)呢?主要決定因素是人員出入危險(xiǎn)區(qū)的頻率。
● 如果僅需要在維護(hù)和過程校正階段進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，并且防護(hù)裝置的拆除和更換也比較容易，這種情況適合安裝固定的防護(hù)裝置;
● 如果生產(chǎn)過程需要干預(yù)，而且可預(yù)見的人員進(jìn)出頻率高于一周一次，或者固定防護(hù)裝置的拆除和更換比較困難，則應(yīng)安裝可移動(dòng)的防護(hù)裝置。
不同類型的防護(hù)設(shè)備適用情境不同，成本也有差異，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況“因地制宜”，選擇合適的防護(hù)設(shè)備。
圖2，安全門防護(hù)裝置
防護(hù)裝置的安全控制
根據(jù)評(píng)估，如果確定要安裝的是可移動(dòng)的防護(hù)裝置，那么接下來就需要根據(jù)EN62061或EN ISO13849-1確定相應(yīng)聯(lián)鎖的安全等級(jí)(SIL或PLr)，然后設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，并進(jìn)行驗(yàn)證。
傳感器比如帶有防護(hù)鎖定的安全聯(lián)鎖開關(guān)作為控制系統(tǒng)的輸入，用來檢測(cè)防護(hù)裝置的位置。防護(hù)鎖定功能會(huì)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果做出判斷，當(dāng)危險(xiǎn)的動(dòng)作停止后，防護(hù)裝置才能開啟。防護(hù)裝置可與聯(lián)鎖裝置相關(guān)聯(lián)，當(dāng)安全門被打開時(shí)，連鎖裝置確保危險(xiǎn)的機(jī)器功能停止并有效防止意外重啟。
需要注意的是，如果通過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估確認(rèn)存在人員受困的風(fēng)險(xiǎn)，那么安全門的防護(hù)鎖定裝置必須帶有逃生釋放功能，避免在電源供應(yīng)失效等故障時(shí)無法打開安全門。電源失效期間，如安全門處于關(guān)閉狀態(tài)，控制系統(tǒng)無法發(fā)出解鎖命令，身處危險(xiǎn)區(qū)的人可以通過主動(dòng)操作打開防護(hù)鎖定裝置，當(dāng)然，前提是操作員必須經(jīng)過培訓(xùn)，并清楚如何操作機(jī)械釋放的功能。
故障屏蔽
當(dāng)采用傳感器監(jiān)控移動(dòng)防護(hù)裝置時(shí)，需要關(guān)注的問題是當(dāng)傳感器串聯(lián)到診斷評(píng)估設(shè)備，是否串聯(lián)數(shù)量越多，達(dá)到的診斷覆蓋率就越高?
來看如下案例：
1. 三個(gè)安全門傳感器串聯(lián)到一個(gè)評(píng)估設(shè)備上，初始狀態(tài)所有安全門都在關(guān)閉狀態(tài)，繼電器輸出為“on”，機(jī)器開始運(yùn)行。
2. 左側(cè)的安全門與N/C觸點(diǎn)的開關(guān)線路發(fā)生短路，此時(shí)，故障不會(huì)被檢測(cè)到，機(jī)器繼續(xù)運(yùn)行。
3. 左側(cè)的安全門被打開，向繼電器發(fā)出信號(hào)。在信號(hào)的切換比較期間，繼電器發(fā)現(xiàn)了信號(hào)不一致，切換到故障狀態(tài)：安全門關(guān)閉，機(jī)器無法重新啟動(dòng)。
4. 如果最右側(cè)的安全門被打開，繼電器檢測(cè)到條件正常，故障狀態(tài)被重置，安全門依次關(guān)閉，機(jī)器準(zhǔn)備就緒處于可啟動(dòng)狀態(tài)。但是短路的故障依然存在。
以上描述的是安全電路中無法檢測(cè)的故障，專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫故障屏蔽。此時(shí)，如果安全電路中故障增多，整個(gè)安全門系統(tǒng)就會(huì)失效。
機(jī)械開關(guān)和磁性接近開關(guān)必須考慮此類故障屏蔽，受限于故障屏蔽的可能性，開關(guān)能達(dá)到的最大診斷覆蓋率(DC)也是受限制的，從而影響了安全功能以及可達(dá)到的性能等級(jí)PL。
一對(duì)獨(dú)立接入安全控制器的聯(lián)鎖開關(guān)，其最高診斷覆蓋率可達(dá)99%。根據(jù)ISO/TR24119，一組串聯(lián)的開關(guān)其最大診斷覆蓋率，則取決于開關(guān)的數(shù)量以及它們的操作頻率。
只有具有內(nèi)部診斷回路以及基于RFID技術(shù)帶有OSSD輸出的開關(guān)，才能免除故障屏蔽的影響。比如，安全功能要求達(dá)到PLe級(jí)，則必須采用具有一體化故障檢測(cè)技術(shù)的開關(guān)，才不會(huì)發(fā)生故障屏蔽現(xiàn)象，串聯(lián)的安全開關(guān)組成的安全回路，其DC和PL也不會(huì)受影響。
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