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    工業安全

    皮爾磁:機械安全的容錯

      2022年03月02日  

      在機械安全領域哪些風險還是可以接受的,哪些錯誤可能是致命的,從標準的角度來看,在什么條件下允許讓出現安全關鍵錯誤的自動化系統在有限的時間內繼續運行?

      這些問題代表了一種新的安全方法。因此,功能安全控制系統不應再簡單地在出現故障時關閉。相反,他們及時報告情況——并在“從安全的角度來看是合理的時間”內保持運行。

      在機械安全方面,容錯意味著什么?

      容錯性是指技術系統能夠保持其功能,即使是在故障狀態和故障損害功能的情況下。容錯系統不僅需要故障檢測,還需要合格的故障評估。因此,可以決定檢測到的故障是可以容忍的,還是嚴重到不可避免的立即停止(關閉)。

      容錯可提高系統的可用性

      在當前實施的“傳統工廠自動化系統”中,這種類型的故障評估并不常見。但是,沒有故障評估就不可能容錯。很明顯,分級故障反應的決策只能在具有合適設計的設備或系統上進行。容錯設備或系統的開發人員和用戶還必須定義持續運行(在降級狀態下)的時間長度Δtdeg。如有必要,還必須指定其他風險減少措施,然后將這些措施納入使用信息。這可以用來結束處理步驟,并給出一個實際的例子。

      機械指令 – 降級操作是否符合標準?

      在機械工程領域,功能安全控制系統有助于涵蓋符合機械指令(2006/42/EC)的健康和安全保護要求。這里的出發點是基于EN ISO 12100的風險分析和風險估計。該標準描述了基本危險,并幫助設計工程師識別相關的重大危險,這些危險通過降低風險措施降低到可接受的剩余風險。

      符合EN ISO 13849-1和/或IEC 62061的保護措施

      如果使用控制保護措施,制造商將按照EN ISO 13849-1和/或IEC 62061來設計這些措施。技術文檔將包含構建這些措施的指南,這些措施與安全相關的可靠性和預期用途。

      功能安全的安全狀態

      當今的功能安全控制系統的設計目的是使其安全狀態成為斷電狀態。 換言之:所有危險運動都將停止。這是所有設備和機器的正確選擇,在這些設備和機器上,安全的狀態是斷電,因此是停機。

      但是,在Industrie 4.0的背景下,越來越多的設備和機械需要或被要求提高可用性。此外,“硬?!笨赡軙е逻M一步的危險,風險分析中需要考慮這些危險。因此,發生故障時,教條式地移除電源已經不應再是唯一的應對措施。

      ZVEI白皮書 – 機械安全中的容錯概念

      ZVEI(德國電氣和電子制造商協會)內部的一個工作組與Pilz和IFA(職業安全與健康研究所)合作,編制了一份白皮書,闡述了設備和機械功能安全中容錯設備和系統的基本原理。它們旨在證明,在與安全有關的傳感器和動力驅動中實施安全子功能下降的臨時操作是符合機械指令的保護目標的,并且不違反協調標準EN ISO 13849或EN 62061。

      按照標準,在降級狀態下運行會打破在發生故障時立即斷電的教條主義。這提高了工廠和機械的安全性和可用性:

      ● 減少了篡改的誘因

      ● 不會在不適當的時候關閉造成任何損壞

      ● 提高生產力

      ● 基于事件的維護,沒有停機

      ZVEI的TASi工作組呼吁用戶和制造商在機械上實現這些好處,因此使其為運營商帶來利潤。

      該白皮書主要針對機器制造商和系統集成商,他們為機器控制器設計和實施安全功能和子系統。這些信息也可以應用于產品開發中安全相關設備和系統的設計。該白皮書可從ZVEI網站免費下載

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