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嘉峪檢測網(wǎng) 2021-09-03 21:20
01、對危險的識別及防護(hù)的設(shè)計
機(jī)器設(shè)備運行中，因其相關(guān)部件對操作者產(chǎn)生了傷害（如注塑機(jī)、液壓機(jī)合模動作時的模板對操作者身體的擠壓傷害），把這種現(xiàn)象的存在稱之為危險，把該部件所在的區(qū)域稱之為危險區(qū)域。并根據(jù)這些危險導(dǎo)致的傷害程度、操作者在操作設(shè)備時面臨這些危險的時間和頻率以及避免這些危險的可能性，可對危險確定等級。
在完成一臺機(jī)器的風(fēng)險識別和確定其危險等級后，就必須采取相應(yīng)的措施來降低風(fēng)險，如結(jié)構(gòu)設(shè)計改進(jìn)、安全防護(hù)措施增加等。
與危險等級相應(yīng)，采取的措施也需達(dá)到相應(yīng)的安全等級，才能真正降低風(fēng)險的發(fā)生，實現(xiàn)安全。
對一臺具體的設(shè)備，其所存在的危險、危險等級，應(yīng)采取的安全措施以及這些措施應(yīng)達(dá)到的安全等級在相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)中都有明確的規(guī)定，以液壓機(jī)為例，一臺四柱壓力機(jī)存在哪些危險、應(yīng)采取哪些措施參照《GB28241-2012 液壓機(jī) 安全技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容4 風(fēng)險評價5 安全要求和措施 ，基本就能搞清楚，生產(chǎn)廠家只需嚴(yán)格參照執(zhí)行就可以了。是否按標(biāo)準(zhǔn)要求做了，做的是否規(guī)范，監(jiān)督檢驗機(jī)構(gòu)將按 《GB28241-2012 》標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容 6 安全要求和/或措施的檢驗條目進(jìn)行檢驗，其檢查的項目、內(nèi)容、方法在標(biāo)準(zhǔn)中都有列明，檢查結(jié)果將非常明了。
基于以上描述，生產(chǎn)企業(yè)確需研究、吃透標(biāo)準(zhǔn)，以標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)設(shè)計，實現(xiàn)機(jī)器的安全！
02、具體的技術(shù)方案
標(biāo)準(zhǔn)中明確了危險、危險區(qū)域和應(yīng)采取的防互措施，但并沒有規(guī)定實施這個措施具體的技術(shù)方案，這需要設(shè)計人員根據(jù)設(shè)備的實際情況進(jìn)行方案設(shè)計。
在注塑機(jī)安全標(biāo)準(zhǔn)和液壓機(jī)安全標(biāo)準(zhǔn)中，都明確模具區(qū)域是危險區(qū)域，對該區(qū)域須采取防護(hù)措施，但由于加工工藝的不同，顯然設(shè)計方案是不同的。
2.1 在注塑機(jī)行業(yè)中，對此區(qū)域的防護(hù)措施是加裝移動屏蔽門。
確認(rèn)屏蔽門關(guān)閉，合模動作才能啟動，屏蔽門打開，不能執(zhí)行合模動作。
技術(shù)設(shè)計的核心是：屏蔽門關(guān)閉狀態(tài)如何真實的被確定
A:電氣安全回路
具體的做法是在門的兩端加裝兩個行程開關(guān)，其動作模式為
一個正動作：滾輪被壓，信號系統(tǒng)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)
一個負(fù)動作：滾輪釋放，信號系統(tǒng)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)
此兩路信號被輸入到雙通道、四級安全模塊中進(jìn)行判斷確認(rèn)。
這樣門的狀態(tài)就被兩路獨立的信號所確定：只有兩路信號同時閉合時，門才被確認(rèn)是關(guān)閉的，由安全模塊輸出信號（系統(tǒng)安全）給控制系統(tǒng)，此時安全回路處于安全待機(jī)狀態(tài)，若控制系統(tǒng)給出合模動作指令，則合模動作啟動，完成工藝作業(yè)。
除此之外的任一組合均視之為門未關(guān)閉之危險狀態(tài)（無論是門確實被打開了、其中任一行程開關(guān)故障了，還是安全模塊本身出問題了），安全模塊均不會輸出安全信號（4級安全模塊自身具有雙路冗余，交叉檢查功能），此時安全回路是斷開狀態(tài)，即使控制系統(tǒng)發(fā)出合模指令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)也不能啟動合模動作，從而保證操作者的安全。
此設(shè)計充分考慮了雙路信號冗余、交叉檢查的安全設(shè)計理念，安全水平符合標(biāo)準(zhǔn)要求之II型安全模式。
但在實際中，依然可能存在安全漏洞：在本次屏蔽門關(guān)門后，合模作業(yè)完成。本輪循環(huán)安全。
此時由于種種原因，出現(xiàn)了兩個行程開關(guān)的觸點同時粘連的現(xiàn)象。
打開屏蔽門，本應(yīng)斷開安全回路，但由于雙路信號仍然保持閉合，安全模塊會誤判為系統(tǒng)安全，保持安全回路的待機(jī)狀態(tài)，此時，若有人啟動合模指令，危險就會發(fā)生，進(jìn)而釀成重大安全事故。
為避免這種事件的發(fā)生，標(biāo)準(zhǔn)中要求：對像合模區(qū)域這樣的高危區(qū)域必須有獨立于電氣系統(tǒng)的液壓安全回路來冗余，并實現(xiàn)和電氣安全回路的互檢！
B：液壓安全回路
具體的做法是在門閉合端加裝一個行程開關(guān)，其動作模式為
滾輪被壓，信號系統(tǒng)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)
此信號被輸入到帶位置檢測功能的安全閥中進(jìn)行確認(rèn)判斷
其工作模式同安全模塊一樣，只是安全閥的安全輸出形式是：信號閉合，安全閥線圈得電，閥芯動作，油路打開，油路安全系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)。反之，閥芯退后，油路關(guān)斷，合模動作停止。
此設(shè)計安全水平為標(biāo)準(zhǔn)要求之I型安全模式
當(dāng)然，這個系統(tǒng)中也存在行程開關(guān)的觸點粘連，導(dǎo)致安全功能失效的可能。
但系統(tǒng)通過電氣安全系統(tǒng)和液壓安全系統(tǒng)雙路冗余來保證屏蔽門這項安全防護(hù)措施的有效性，其安全性大大的提高了。畢竟三個行程開關(guān)同時粘連的概率比一個、兩個同時粘連的概率存在數(shù)量級的差別！
C：冗余的兩套安全系統(tǒng)的互檢回路
在上述電器安全回路和液壓安全回路中，雙通道4級安全模塊、安全閥自身帶
有雙路互檢功能，以其為邏輯判斷中心搭建的安全回路自然也具備雙路冗余及互檢
的功能。
但電器安全回路和液壓安全回路這兩套獨立的安全功能系統(tǒng)如何實現(xiàn)互檢呢
技術(shù)上的做法是把一套系統(tǒng)安全功能的是否完好，作為下一次循環(huán)時，另一套安全
系統(tǒng)啟動的前置條件。
如：液壓安全回路在這此循環(huán)結(jié)束后，其安全閥閥芯應(yīng)該退回初始位置，此狀
態(tài)信號一方面是液壓安全回路下一次的啟動條件，同時將此信號（一般取一個閉合
信號）接入安全模塊的啟動端，則安全閥安全功能是否完好就成了安全模塊啟動的
前置條件：只有安全閥安全功能完好，且安全屏蔽門關(guān)閉，電氣安全系統(tǒng)啟動，電
氣安全回路進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
如果在上一次循環(huán)中，液壓安全回路安全功能失效，則安全閥閥芯未回到初
始位置（無論是誤判，還是閥芯卡死），則電氣安全回路的啟動端不能閉合，本次
循環(huán)無法啟動，電氣安全回路處于開路狀態(tài)（此時液壓安全回路是否啟動均不能
影響電氣安全回路的狀態(tài)），合模動作無法啟動，安全得到保障。
反之，電氣安全回路對液壓安全回路的檢查原理一樣。
上述模式就是《GB22530-2008 橡膠塑料注射成型機(jī)安全要求》要求的III型
在具體實施中如何要求，要看檢查機(jī)構(gòu)對危險評估的尺度把握。
3. 安全模式
5.1.3.3III型保護(hù)裝置互鎖活動防護(hù)裝置上的兩個彼此獨立的互鎖裝置，其中一個裝置與二型保護(hù)裝置一樣，經(jīng)由控制電路發(fā)生作用（電氣安全回路），另外一個互鎖裝置通過位置檢測器直接或間接作用于動力回路（液壓安全回路）。當(dāng)關(guān)閉活動防護(hù)裝置時，位置檢測器應(yīng)啟動動力回路：當(dāng)打開活動防護(hù)裝置時，位置檢測器應(yīng)準(zhǔn)確直接地被活動防護(hù)裝置激活，同時由第二個切斷裝置中斷動力回路。活動裝置的每次動作，兩個互鎖裝置的作用是否準(zhǔn)確至少被監(jiān)控一次，因此兩個互鎖裝置中任何一個故障都將被自動識別，防止進(jìn)一步發(fā)生危險動作(標(biāo)準(zhǔn)原文)。
這就是注塑機(jī)合模區(qū)域安全措施的具體實施方案，詳情見下圖。
-安全門監(jiān)控電路（符合GB22530-2008標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ型保護(hù)裝置要求）
SW1：安全門限位開關(guān)（強(qiáng)制斷開動作機(jī)構(gòu)，正動作）
SW2：安全門限位開關(guān)（負(fù)動作）
SW3：第二個互鎖防護(hù)裝置（液壓閥）的位置檢測器K3、K4：接觸器K5：安全繼電器或具有強(qiáng)制斷開動作機(jī)構(gòu)的繼電器（如TXAJ1-22）V4：安全閥 其監(jiān)控信號為閥芯退至初始位置時（油路截止）輸出閉合PNP信號
在液壓機(jī)行業(yè)中，其合模區(qū)域的安全措施是通過加裝安全光幕來實施的其技術(shù)方案的核心為安全光幕未被遮擋如何得到真實的確認(rèn)。同樣的，我們可以通過兩套安全功能彼此獨立、又具備互相檢查功能的，由電氣安全回路和液壓安全回路共同組成的安全系統(tǒng)來實現(xiàn)。具體做法可參照前述方案。
這里有兩點說明
A、安全光幕是否被遮擋，其輸出的狀態(tài)信號必須是彼此獨立的，而不是一個信號的多個抽頭，也就是說，通到安全模塊、安全閥上去的信號必須事實上是多個彼此獨立的信號，而不是一個事實信號的多個接點。這一點是整個系統(tǒng)安全性的基礎(chǔ)，否則，系統(tǒng)誤判的可能性將大大飆高！顯然一個信號故障的可能性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于三個彼此獨立信號同時故障的概率！鑒別光幕輸出信號獨立性的辦法也很簡單：通光時，通過技術(shù)手段斷開一路輸出，看未操作的其他幾路信號輸出是否有變化，若有變化，則這些輸出事實是同一個信號，其安全等級是低的，是不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的！若無變化，則輸出是彼此獨立的信號！
B、關(guān)于兩套獨立安全系統(tǒng)的互檢在《GB28241-2012 液壓機(jī) 安全要求》中的描述不同與《GB22530-2008 橡膠塑料注射成型機(jī)安全要求》：在注塑機(jī)安全標(biāo)準(zhǔn)中，是否具備互檢功能是以安全等級的形式提出的，而在液壓機(jī)的安全標(biāo)準(zhǔn)中，并未這樣提出。5.4.1.5 冗余和監(jiān)控的液壓機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)由兩套獨立的功能系統(tǒng)組成，每套系統(tǒng)都應(yīng)具有獨立的停止危險運動的能力。一旦通過監(jiān)控系統(tǒng)檢測到任一系統(tǒng)的失效，就應(yīng)阻止行程動作；如果一套系統(tǒng)能夠檢測出自身的故障并且阻止下一個工作循環(huán)，則不需要更進(jìn)一步的監(jiān)控。(標(biāo)準(zhǔn)原文)
在具體實施中如何要求，要看檢查機(jī)構(gòu)對危險評估的尺度把握。
來源：Internet
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