眾所周知，歐共體通過機(jī)械指令(MD)2006/42/EC以及相關(guān)一系列的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建了一套設(shè)計(jì)機(jī)械及工廠生產(chǎn)線的安全規(guī)則。近些年來，這套安全規(guī)則也逐漸被歐洲以外的市場(chǎng)所接受并推崇。當(dāng)然，這些規(guī)則中也包含了對(duì)安全門防護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)所需要關(guān)注的內(nèi)容。
所謂安全門防護(hù)，即通過聯(lián)鎖裝置對(duì)安全門的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，一旦安全門被打開，工作區(qū)內(nèi)設(shè)備即停止運(yùn)行，防止對(duì)進(jìn)入工作區(qū)的操作人員造成人身傷害。
最新發(fā)布的全球標(biāo)準(zhǔn)ISO 14119《機(jī)械安全——用于防護(hù)的聯(lián)鎖開關(guān)設(shè)備——設(shè)計(jì)及選型原則》對(duì)如何設(shè)計(jì)使用安全門的聯(lián)鎖防護(hù)進(jìn)行了規(guī)范。2015年4月30日，ISO 14119將取代過去主要使用的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1088《機(jī)械安全——用于防護(hù)的聯(lián)鎖開關(guān)設(shè)備——設(shè)計(jì)及選型原則》，成為機(jī)械指令下的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，而EN 1088則不再沿用。當(dāng)然，作為全球標(biāo)準(zhǔn)，ISO 14119同樣適用于歐洲以外市場(chǎng)。
首先，為何要依照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安全門防護(hù)的設(shè)計(jì)及安裝?
隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，機(jī)器自動(dòng)化程度越來越高，發(fā)生機(jī)械事故的概率也隨之增加，因此機(jī)械安全也越來越受到重視。而我國(guó)對(duì)于機(jī)械安全防護(hù)方面相對(duì)技術(shù)相對(duì)薄弱，在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員往往有意識(shí)增加相應(yīng)的聯(lián)鎖防護(hù)措施，但是由于防護(hù)措施的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)的安裝不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，帶來了新的危險(xiǎn)或者起不到防護(hù)作用，ISO 14119為機(jī)械設(shè)計(jì)人員，制造人員提供了設(shè)計(jì)和制造安全門防護(hù)的重點(diǎn)注意事項(xiàng)，也可以為機(jī)器使用者進(jìn)行新機(jī)器驗(yàn)收，舊機(jī)器改造提供技術(shù)支持。
相比原先的EN 1088， ISO 14119 的新增內(nèi)容有哪些?
在最新的ISO 14119標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之前，EN 1088都是作為機(jī)械指令下的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。而如今，ISO 14119已取代EN 1088的位置。那兩者之間有何區(qū)別呢?請(qǐng)看以下流程圖：
*章節(jié)號(hào)并不完全對(duì)應(yīng)
比較上表我們發(fā)現(xiàn)，ISO 14119首次對(duì)聯(lián)鎖裝置的種類進(jìn)行了區(qū)分，分成了四種不同類型。新增了使用RFID技術(shù)以及電磁鎖定技術(shù)的開關(guān)類型，并考慮了新技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。
另外，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防止誤操縱(人為操縱)提出更高要求。何為誤操縱?即“操作人員，出于操作方便等目的，通過人為手段，旁路安全開關(guān)的功能，從而使安全防護(hù)失效的危險(xiǎn)行為”。新標(biāo)準(zhǔn)引入了一套減少誤操縱的標(biāo)準(zhǔn)流程(見下一章節(jié)圖)，并羅列出一系列額外措施，以可預(yù)見的合理方式最大程度減少聯(lián)鎖裝置的誤操縱。
比較上表我們發(fā)現(xiàn)，ISO 14119首次對(duì)聯(lián)鎖裝置的種類進(jìn)行了區(qū)分，分成了四種不同類型。新增了使用RFID技術(shù)以及電磁鎖定技術(shù)的開關(guān)類型，并考慮了新技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。
另外，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防止誤操縱(人為操縱)提出更高要求。何為誤操縱?即“操作人員，出于操作方便等目的，通過人為手段，旁路安全開關(guān)的功能，從而使安全防護(hù)失效的危險(xiǎn)行為”。新標(biāo)準(zhǔn)引入了一套減少誤操縱的標(biāo)準(zhǔn)流程(見下一章節(jié)圖)，并羅列出一系列額外措施，以可預(yù)見的合理方式最大程度減少聯(lián)鎖裝置的誤操縱。
防誤操縱的流程：
1. “實(shí)施基礎(chǔ)措施”：如確保開關(guān)及操作頭的安裝牢固可靠，若要拆卸開關(guān)或操作頭，需使用工具、防止私自拆卸開關(guān)、考慮外部力量對(duì)開關(guān)造成損壞、聯(lián)鎖開關(guān)不可作為機(jī)械擋塊等
2. 在“實(shí)施基礎(chǔ)措施”后，判斷是否仍有“人為操縱開關(guān)的動(dòng)機(jī)”(如為了操作方便或調(diào)試機(jī)器)，若有則繼續(xù)判斷“是否有可能消除或最小化誤操縱動(dòng)機(jī)”。若有可能消除動(dòng)機(jī)，則“通過機(jī)器設(shè)計(jì)或設(shè)置不同機(jī)器操作模式的方式，消除或最小化誤操縱動(dòng)機(jī)”，并返回上一級(jí)，再次判斷“是否有誤操縱動(dòng)機(jī)”。若無可能消除誤操縱動(dòng)機(jī)，則“實(shí)施額外措施”。
3. “實(shí)施額外措施”：通過額外措施，避免人為操縱。
額外措施包含(四種)：
a) 聯(lián)鎖開關(guān)安裝在人員無法觸及的地方(如聯(lián)鎖開關(guān)外面做保護(hù)罩或隱蔽安裝)，如下圖：
說明：
1.移動(dòng)防護(hù)(未關(guān)閉) 2.保護(hù)罩(固定部分) 3.聯(lián)鎖開關(guān)
4.操作頭 a.防護(hù)關(guān)閉方向
b) 使用高編碼等級(jí)開關(guān)，防止通過其他操作頭旁路安全門監(jiān)控功能。
所謂高編碼等級(jí)，即操作頭內(nèi)部是含唯一編碼的，一個(gè)開關(guān)只可與一個(gè)操作頭對(duì)應(yīng)，其他操作頭無法觸發(fā)開關(guān)信號(hào)。相對(duì)應(yīng)，低編碼等級(jí)，意味著一個(gè)開關(guān)可與多個(gè)操作頭對(duì)應(yīng)。
下圖示例為使用其他操作頭(低編碼等級(jí))與開關(guān)捆綁，從而旁路安全門監(jiān)控功能：
若使用高編碼等級(jí)的安全開關(guān)，如采用RFID編碼技術(shù)的PSEN code系列，則無此問題。
下圖為Pilz安全開關(guān)產(chǎn)品，種類豐富，涵蓋編碼等級(jí)低至高所有產(chǎn)品類型，從編碼等級(jí)較低的機(jī)械開關(guān)、磁性開關(guān)、鉸鏈開關(guān)，到編碼等級(jí)中或高的RFID編碼開關(guān)、安全門系統(tǒng)(帶鎖定功能)，滿足各行業(yè)對(duì)安全防護(hù)的不同需求。當(dāng)然，若使用編碼等級(jí)較低的安全開關(guān)，建議使用輔助手段，防止誤操縱。
c) 使用開關(guān)及操作頭不可拆卸的安裝方式(如焊接、粘合、單向螺絲等)。如下圖所示螺絲，為Pilz專門用于防止誤操縱的單向安裝螺絲，螺絲只可擰緊，不可反向拆卸。
d) 通過安全控制系統(tǒng)對(duì)可能發(fā)生的誤操縱進(jìn)行監(jiān)控，主要有兩種方式：
1)狀態(tài)監(jiān)控：如在一個(gè)機(jī)器運(yùn)行周期中，根據(jù)生產(chǎn)工藝流程，會(huì)有一次安全門打開的情況，安全控制系統(tǒng)應(yīng)收到一次開門信號(hào)。若整個(gè)周期結(jié)束，都未收到開門信號(hào)，則系統(tǒng)認(rèn)為可能發(fā)生誤操縱。
2)周期性測(cè)試：在一個(gè)周期中，安全控制系統(tǒng)會(huì)要求操作人員打開關(guān)閉一次安全門，來檢測(cè)聯(lián)鎖功能是否有效。若測(cè)試中，控制系統(tǒng)未收到開門信號(hào)，則系統(tǒng)認(rèn)為可能發(fā)生誤操縱。
下圖從左依次為Pilz的最新一代可配置安全模塊PNOZmulti 2及自動(dòng)化控制系統(tǒng)PSS4000，它們都可安全監(jiān)控聯(lián)鎖開關(guān)的信號(hào)，并且監(jiān)控是否發(fā)生了誤操縱。
結(jié)束語
如同法律離開了執(zhí)行力，將毫無意義;安全保護(hù)裝置若被誤操縱，也將成為機(jī)器上的擺設(shè)，即使當(dāng)初宣稱保護(hù)裝置的功能是如何如何強(qiáng)大或可靠。最新發(fā)布的ISO 14119，給出了防誤操縱的措施流程，不僅僅是約束或法律，更是一種指引，讓我們的機(jī)器變得更安全。
