伤害。” 黄之炯说。
安全集成系统
给机器设备加装安全光栅、急停按钮等安全元件是经常采用的安全防护的方式。在机器正常运行时,电源处于开通状态,一旦出现非正常运行状态,比如操作员越过安全光幕或者按下急停按钮,电源就会马上切断。多数情况下,这种简单的开断方式可以挽救操作员生命和保全肢体。但是这种传统的安全系统也有一些缺点,比如需要大量的硬接线和机柜空间将所有的继电器、急停按钮、控制器和传感器连接起来。
这种传统的硬接线方式的安全系统独立于原有的负责机器运行的控制系统,通常后附加上的。Rockwell Automation公司的安全专家Dan Homebeck 说:“它就像是一个‘黑盒子’,这种安全系统被附加上去而不是与其他的控制系统一起设计的。”
Siemens 公司的李佳说:“早先的解决方案是将标准系统和安全系统相互独立,而安全集成系统是将标准系统和安全系统合二为一。”
安全集成系统的基本原理与传统的硬接线系统一样,能够感知非正常工作状态并采取动作,但是安全集成系统与机器的
标准控制系统共存,他们共享一个数据网络,安全集成系统的逻辑在原有的自动化系统和运动控制硬件上运行,比如PLC 和智能驱动器。
据Bosch Rexroth 公司的RichardHuss 先生介绍,将安全技术集成到伺服驱动系统中能够提供最短的反应时间(不到2msec),并且易于安装从而减少了OEM 设备制造商的工作量。Safe Motion通过设定轴参数(如选择机器状态中的扭矩和速度)来限制轴运动。与安全相关的数据在两个有独立微处理器的通道中被传输和处理。当发现某个通道中有监视参数存在误差时,驱动系统就会进入安全模式。
“安全集成系统可以带来更高的生产效率,传统的安全系统在机器非正常运行情况下,会切断电源,让设备停机或者部分设备停机,而安全集成系统的功能不一定要设备完全停机,而是通过让设备运转的速度降低,对操作人员不会造成人身伤害。”B&R 公司的上官小晶先生说。B&R公司推出的一套全集成安全系统解决方案是以SafeLOGIC为安全控制器, 以工业以太网Ethernet POWERLINK 为安全现场总线的安全控制系统,还包括SafeIO、安全电源、安全伺服、安全设计软件等安全产品。“我们可以在标准的IO组中加上内嵌安全功能的IO 模块,通过编程组态来实现安全控制而不是硬接线。由于安全集成系统与原有的自动化系统共享一个数据总线或者一些硬件,系统的数据传输和处理速度都可以大幅度提高,同时还节省了大量布线、安装、试运行和维护的成本。”

更多致力于安全自动化的供应商,比如Siemens 和RockwellAutomation也提供相应的安全集成系统,Rockwell Automation全系列的安全产品包括现场安全检测产品(光栅、地毯等)、互锁开关、安全继电器、急停装置、安全PLC、安全接触器、安全变频器、安全运动控制器以及安全网络等涉及感应输入、信息传送、逻辑控制、输出执行等各环节产品。通过Allen-Bradley GuardLogix 系统,用户可以将SIL3安全控制嵌入到ControlLogix 平台内,使系统同时实现安全和标准控制功能。据Siemens公司的李佳介绍,Safety 安全集成解决方案可以提供最大化的安全解决方案,从传感器通过评估到设备或系统的安全控制系统。
安全自动化的未来
对于中国的机器设备制造商来说,考虑更多的仍然是成本问题,额外增加安全功能的投入无疑会使自己的利润空间降低。很多企业只是在出口到国外的机器或者用户提出安全防护需求时,才会考虑增加安全措施。
“SCHMERSAL 公司在中国推广安全理念有十几年了,起初很多企业都没有很强的安全意识,有的只是在设备上安装一些行程开关、接近开关等元件,这些元件没有经过安全认证,并不能实现安全防护功能,”刘博士说,“机器的安全防护是技术性很强的工作,需要机器的设计者考虑到任何可能存在的隐患,采取相应的硬件措施避免人员在误操作中受到伤害。而不是仅仅依靠规章制度来告诉操作员不要进行某种操作。操作员不是按照设定程序工作的机器人,难免出现纰漏。而真正的机器安全是在人为误操作的情况下,仍然能够保证人身安全。”

“欧洲国家有非常完善的社会保障体系,并且政府高度重视雇员的人身安全。在德国,类似BG这样的雇员保险机构也会定期巡查工厂安全设施,一旦发现违规,必须停产整顿或者罚款,”刘博士介绍,“如果发生事故造成人