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“看不见”的安全防护

  当你走进快餐店,你可能会发现有个警告牌,标明“地板湿,小心地滑”,当你购买一杯热饮,你会发现纸杯上“小心烫口”的标记。安全警告标志在我们的生活中随处可见,使我们的生活既丰富多彩同时又确保安全。

  有的时候,仅仅有警告标志是不够的。如几百吨甚至上千吨的压力机,仅凭一个警告牌是不够的,当操作工有任何小小的失误,就有可能会造成严重的伤害事故甚至有生命危险。为确保压力机、码垛机等机床操作者的安全,往往需要我们为机床加装安全防护装置。

  安全防护装置有多种多样,最简单的如栅栏防护,但其具有较大的局限性,并且使得操作极不方便。双手控制系统,在正确安装后可对操作者进行有效的防护,经济实用,并可用于不能立即停机的机床,局限性是只能为操作者本人提供防护,需要加装辅助防护,以确保其他人员的安全;但其效率低,因为在整个机床出现危险状态时,操作者双手不能离开按钮;实用手掌式按钮,劳动强度高,不适于多次重复操作。目前更多的使用电子防护装置,如安全光幕、激光扫描装置、安全垫及射频检测装置等进行区域防护,可对包括操作者本人及其周围其他人员的人身安全进行有效的防护。其中安全光幕具有显著的优点,如进行区域防护,同时保护多个操作者,使用简便,允许操作者自由移动,无需调整,可直接观察并进入工作区域,可靠性高,在机床中应用非常广泛。

  安全光幕同普通的光电开关有着本质的区别。一般来说,普通的光电开关禁止用于进行人身安全的防护,因为在光电开关失效时会造成严重的伤害事故。同样是光电转换原理,为什么安全光幕具有二级四级的区别,那么他们又是如何划分的呢?

  不同的机床及危险程度需要不同的防护等级。欧洲标准EN954-1为相关安全的控制系统(安全光幕)做了如下的分级:

  B级:根据基本技术参数进行控制,单个元件的失效会导致安全功能的丧失(单回路)。

  1级:运用更加安全的元件及原理,控制可靠度提高,但仍有可能丧失安全功能(更多的应用在家电产品,如微波炉的门开关)。

  2级:在1级的基础上进行定期的安全功能检测,可监测到安全功能的丧失(单回路)。

  3级:在1级的基础上,确保单个元件失效不会导致安全功能的丧失,但多个元件的失效会导致安全功能的丧失(多回路/某些失效检测)

  4级:在1级的基础上,单个元件的失效不会导致安全功能的丧失且安全系统在进行下一步操作时或之前检测到失效。失效的累积不会造成安全系统的丧失(多回路/全部失效检测)。

  让我们来看一下冒险评估表格:

  XX表示最佳,即最佳防护级别。例如,某机床如出现危险状态时,伤害严重程度为S2,即严重;发生危险状态的频率为F2,即经常发生;如出现危险避免的可能性为P2,即不可能避免,那么根据欧洲标准EN954 的冒险评估表格,我们必须安装4级安全光幕,才能够达到对机床及操作人员的有效防护。到目前为止,4级为最高的防护等级。

  同样,美国职业安全与健康局也对相关安全产品的控制可靠度作了如下的定义:控制系统应被设计为系统的失效不应阻止机床正常停机动作的产生。需进行多回路设计确保在任何单个失效产生时,冗余回路可以在需要时产生停机动作。

  欧洲标准4级分级与美国控制可靠度概念的唯一区别为:控制可靠度规定,单个失效应在安全系统进行下一命令时被检测出;4级分级要求,单个失效应在安全系统进行下一命令前被检测出。总的来说,4级分级与控制可靠度均为相关安全标准或机构对相关安全产品的要求,确保机床及操作者的安全,确保机床可靠并高效率工作,确保维护更加简单及经济。

  安全光幕还要求具有其他辅助功能,如盲区功能,上行程不保护功能,故障诊断显示。盲区功能为在光幕有效防护区域内,可忽略特定的光束,即使遮挡此光束,安全光幕并不发出停机信号。盲区功能可分为飘移盲区,定位盲区,定数盲区。飘移盲区为在防护区域内可遮挡任意制定数量的光束,定位盲区为只能遮挡特定位置及数量的光束,定数盲区为只能遮挡特定数量的光束。盲区功能使得安全光幕的灵活性更强。上行程不保护功能使得在保证机床的安全性的基础上,提高机床的工作效率。而故障诊断显示更可以保证安全光幕的维护使用更加简便。

  同时,在使用安全光幕时还有很多注意事项。安全距离是保证安全光幕可靠工作的重要指标之一。安全距离为机床危险点到安全光幕的距离,同时受到安全光幕响应时间及机床停机时间的影响。在使用安全光幕的过程中,应遵照使用说明书正确使用,适当安装辅助防护装置,定期进行安全光幕的功能检测等。

 
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