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安全部件

安全部件

构筑防止机械灾害发生的基本原则、达到机械的安全性时,在有关安全的控制系统部分中必须要有安全部件。

①机械指令的定义

机械指令第1条中,广义上的安全部件应具有以下地位

1.为了顺利实现安全功能而在市场上销售的部件

2.该部件的故障或功能不全会威胁作业者的健康和安全。

②机械指令指定的物品

具体在附件Ⅳ中指定作为安全部件的有以下5种。

1.作业者检测用电子式传感器

2.逻辑单元(确认双手操作装置的安全功能)

3.冲压机用保护档板

4.倾覆保护结构物(ROPS)

5.跌落物保护结构物(FOPS)

③欧姆龙的安全部件

欧姆龙的安全部件,在广义上指上述的部件,是规定用于有关安全的控制系统中的安全相关部件(Safety-related Parts)的总称。

④安全部件的作用

与安全有关的控制系统,必须设计成即使互锁装置产生故障时产生危险的概率也应保持在最低限度。安全部件类应当具备标准规定的开关的强制断开机构和继电器的强制导向接点机构等,这些功能应当在该控制系统的构筑中发挥作用。

 

安全开关
(Safety Switch)

安全开关是指通过强制断开动作结构即使在接点熔接时也能确保安全功能的开关。

●成形锁定机构
(Formlock Mechanism) 安全限位开关在接点熔接等情况下即使向驱动杆施加较大的力也不会变形脱落,同时可以咬合住强制断开动作机构的相关构成部件中无弹性且形状凹凸的部件。下图为使用旋转轴和摆杆的例子。

 

 

●强制断开动作结构
(Direct Opening Mechanism)

 

●关于接点结构

关于电气电路设计时使用的图标符号的标准是EN60617。

EN60617整合了国际标准 IEC 60617 及 JIC C 0617,设计时必须遵循这些图标符号的规定。

用户指南中使用的接点符号如下所示,出自EN60617。

接点图

接点符号

接点型号

相应机种

补充说明

 

安全部件

 

安全部件

Y

A165E

A22E

2端子双断型

 

安全部件

 

安全部件

Za

D4B-N(快速型)

・4端子双断型 :用一个可动接触片开闭。

・不能在异极或异种电源连接时使用。

 

安全部件

 

安全部件

Zb

D4B-N(慢速型)

D4BS

D4BL

D4N

D4NS

D4N-R

D4NH

D4NL

D4GS-N

D4F

D4GL

・4端子双断型 :2个可动接触片是电气绝缘的。

・也可在异极或异种电源连接时使用。

 

安全部件

说明图中的11-12之间相当于强制断开动作侧的接点。

 

●标牌表示符号

安全部件

 

●正动作和负动作
(Negative Operation and Positive Operation)

 

(A)负动作

(B)正动作

(C)负动作和正动作的组合动作

安全性

一般要求安全性的地方请不要单独使用负动作开关。

与负动作相比较,其安全性较高,开关单独使用时推荐此动作模式。

与正动作相比较,安全性更高。

用途等级

B或1(使用认定品)

B、1、2、3、4

B、1、2、3、4

动作状态

正常动作状态

异常动作状态

正常动作状态

异常动作状态

正常动作状态

 

安全部件

 

安全部件

 

安全部件

 

安全部件

 

安全部件

接点断开方式

开关内部的弹簧接点断开

用凸轮和挡块等外部动作体直接使接点断开

负动作和正动作组合使接点断开

适用接点

安全限位开关的NO侧接点

安全限位开关的NC测接点( )

NO接点+NC接点( )

特征

优点

对凸轮磨损和位置偏离、意外拆卸具有故障保险动作。

即使发生接点熔接和弹簧折断,驱动杆也能强制分离直接接点。

组合不同的负和正动作模式的开关,可以弥补各自的缺点。

缺点

即使在接点断开状态下,也可能发生用手按下驱动杆、在其上放置物体等易造成闭路状态等突发的危险性。

凸轮磨损和位置偏离、意外拆卸时有接点变为闭合状态的危险性。

即使单个开关发生故障,有可能故障状态不能立即显示,而作为正常状态工作。

选择上述商品时,请从 F-25页「■安全限位开关」 中选择。

 

●安装时的注意事项

为了确保安全性,请遵守以下条件。

 

 

 安全部件

 

安全部件

安全部件

 

安全部件

 

安全部件

 

安全部件

 

安全部件

 

安全继电器
(Safety Relay)

安全继电器和一般的继电器不同,它是具有强制导向接点结构(EN50205),即使在接点熔接时也能确保安全功能的继电器。

 

●安全继电器的主要要求事项

接点间隔不仅在通常运行状态而且在发生故障的状态也应达到0.5mm以上。

接点负载开关应符合AC15、DC13(IEC60947-5-1)。

机械的寿命为1,000万次以上。

 

●强制导向接点结构(Type G7S Safety Relay)

安全部件

 

●一般继电器和附强制导向接点继电器的结构比较

 

 

 

●安全继电器单元

一般机械设备的运转控制设备结构是如第一图的结构。

【非安全相关部】

非安全相关部接收来自自动控制器的运转命令信号,起到装置的运 、转持续功能的作用。

【安全相关部】

安全相关部起到只在确认了机械设备的安全之后才能运转的功能的作用。

【判断功能】

收到来自上述非安全相关部的机械设备的运转命令信号及表示机械设备安全的安全确认信号时,这两信号同时构成运转可能信号,动力控制要素发送机械运转信号的功能。

【判断功能要素】

该功能由单纯组合多种要素是不能实现的。

以下作为代表性要素,组合①~⑤显示的电路构成要素,判断功能电路自体发生故障时必须组合最小化该风险的要素。

【安全继电器单元的必要性】

组合具备强制导向接点结构的安全继电器,可以构成安全认证的电路,但电路构成技术及电路认定的各种费用等带来困难,所以一般专门制造商组合单元化安全继电器,将功能安全性经过证明的『安全继电器单元』系列化,作为标准设备进行使用。

安全部件

 

安全光幕
(Safety Light Curtain)

安全光幕是,通过遮光检测得知作业者进入机械的危险区域,安全地停止机械的运转,以免给作业者带来危害的传感器。和一般的传感器不同,对内部故障通过硬件/软件的组合设计成通常在安全测启动的安全确认类型的传感器。形F3SN对哪种故障?异常能确保『安全』,整理如下。

安全部件

 

安全部件●符合机械指令

安全光幕的安全标准,机械指令必需安全要求的事项,表示符合该要求事项的尺度的是IEC 61496等国际标准。IEC 61496-1对4ESPE型规定3个累计故障可确保安全。因此,F3SNA、F3SH-A、F3SL、F3SS彻底追求双CPU的互相检查和信号处理电路、输出电路的二重化安全设计,及证明该安全操作的FMEA*分析的安全性

*FMEA:Failure Model & Effects Analysis故障模式影响分析

 

●应用

F3SN-A、F3SH-A、F3SL安全光幕、F3SS单束安全传感器可以用于最高危险度的机械。(EC机械指令类型4)。

与机械的危险度相应的安全相关部品的等级B、1、2、3、4(EN954-1),所有的应用均可以使用。

类型2 安全光幕F3SN-B可用于等级B、1、2的应用。

安全部件

 

●冲压机安全标准

想要在日本国内的冲压机械上使用安全光幕时,安全光幕必须符合劳动安全卫生法第四十四条的二「型号检定」。F3SN、F3SH、F3SL未接受此「型号检定」,因而不能作为劳动安全卫生法第四十二条规定的「冲压设备和剪切设备的安全装置」使用,所以请注意。

 

●关于安全距离
设置了安全光幕等人体检测设备时,即使人体进入检测区域,在到达危险部之前机械停止所必需的最短距离由EN999等标准规定

基于N999的安全距离的计算方法

安全距离(S)=人体的接近速度×响应时间+根据传感器的检测能力增加的距离

 

●阻塞功能(IEC 61496-1)

暂时停止安全光幕的检测功能,其输出与安全光幕的入光遮光无关,自动保持该输出的ON状态的功能叫做阻塞功能。

通过阻塞控制器(F3SP-U2P)可以在安全光幕中添加阻塞功能。

检测区域内通过AGV或搬运用货盘等时,原来由于光幕的遮光每次都要停止工序。添加了阻塞功能后,只在人体进入时将安全输出设为OFF,工件通过时可以自动保持安全输出,因此可以做到不停止生产线而继续作业。

但是,阻塞中将安全检测功能无效化,所以即使有人体进入也不能向危险源发出OFF信号。

 

●设置法

阻塞功能的实际组装

例:安全光幕(F3SN-A) × 1套

阻塞控制器(F3SP-U2P) × 1

 

阻塞传感器(E3Z-R81) × 2

阻塞指示灯(弊公司推荐产品) × 1

安全部件

工件和人体的区别由多个阻塞传感器进行判断。阻塞传感器的安装位置等不恰当时,有可能导致危险状态,所以在选择阻塞传感器,决定设置场所、检测方向等时,请在相关人员进行风险评估后进行。 详细情况请参见阻塞控制器(F3SP-U2P)的使用说明书。

 

●使用时

必须使周围的作业者明确阻塞运行正在进行中。因此必须安装阻塞指示灯。F3SP-U2P有强制进行阻塞的超越功能。因为将使安全输出无效化,所以使用时请充分考虑安全问题。

 

●错误使用例

不设置阻塞指示灯

阻塞中靠近危险源

安全部件

 

●正确使用例

设置阻塞指示灯,使周围的作业者明确阻塞中安全检测功能已无效。

阻塞中不要靠近危险区域。

安全部件

 
 

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