Справочник · 21 терминов · безопасность машин и датчики
Глоссарий по промышленной безопасности и датчикам
Понятный справочный центр определений по безопасности машин и промышленным датчикам, о которых наши клиенты спрашивают чаще всего, — световые завесы безопасности, безопасное расстояние по ISO 13855, Type 2 / Type 4, PL e, SIL 3, OSSD, реле безопасности и блокировки дверей, индуктивные и фотоэлектрические датчики, LiDAR, лазерные датчики перемещения, NPN/PNP, степени защиты IP и податчики прессов.
Каждая статья даёт однострочный быстрый ответ, за которым следует более полное объяснение. Стандарты и коды (GB/T 19436, IEC 61496, ISO 13849-1, ISO 13855, IEC 62061, ISO 14119) приведены так, как написано; цифры носят иллюстративный характер, и любая установка средств безопасности должна быть проверена квалифицированным инженером применительно к реальному применению.
Также известно как: Световая решётка · Защита пресса / защита штамповочного пресса · AOPD · Оптоэлектронное защитное устройство
Быстрый ответПромышленное фотоэлектрическое защитное устройство из излучателя и приёмника, которые формируют завесу лучей и выдают сигнал останова в момент, когда человек или предмет входит в опасную зону.
Световая завеса безопасности (также называемая оптоэлектронным защитным устройством, ОЭЗУ, или активным оптоэлектронным защитным устройством, AOPD) состоит из излучателя и приёмника, которые проецируют между собой плотный массив инфракрасных лучей — «световую завесу». Прерывание любого отдельного луча немедленно выдаёт сигнал останова для защиты оператора. Применимый китайский стандарт — GB/T 19436; международный стандарт — IEC 61496. Основные параметры: разрешение, высота защиты, время отклика и тип безопасности (Type 2 / Type 4).
Также известно как: Шаг лучей / расстояние между лучами · Точность обнаружения
Быстрый ответНаименьший диаметр объекта, который световая завеса безопасности способна надёжно обнаружить, — чем меньше значение, тем тоньше защита; распространённые значения: 14/20/30/40 мм.
Разрешение — это наименьший диаметр объекта, который может обнаружить световая завеса безопасности; оно определяется совместно шагом лучей (расстоянием между оптическими осями) и диаметром луча; меньшее значение означает, что завеса способна обнаружить более тонкий объект. Распространённые классы: обнаружение пальца (около 10–14 мм), обнаружение кисти (около 20–40 мм) и обнаружение тела/зоны (больший шаг). Примечание: меньшее значение разрешения — это более тонкая защита, а не «хуже»: меньше значит точнее, больше — не лучше.
Быстрый ответЭффективная защищаемая вертикальная зона световой завесы безопасности, от первого луча до последнего, примерно равная (число лучей − 1) × шаг лучей.
Высота защиты — это эффективный вертикальный диапазон, который охраняет световая завеса безопасности; он должен перекрывать весь проём, через который человек мог бы дотянуться до опасной зоны. Соотношение: высота защиты ≈ (число лучей − 1) × шаг лучей; фактическая характеристика берётся из таблицы выбора производителя (между первым/последним лучом и торцевыми крышками имеется монтажный припуск).
Быстрый ответВремя от прерывания луча до отключения защитного выхода — обычно ≤ 15–30 мс — и оно напрямую влияет на требуемое безопасное монтажное расстояние.
Время отклика — это время, которое требуется световой завесе от обнаружения прерывания до выдачи сигнала останова. Оно является одной из составляющих общего времени отклика системы в формуле безопасного расстояния ISO 13855 (другая составляющая — время останова/торможения машины). Чем короче время отклика, тем ближе к опасности можно установить световую завесу при прочих равных условиях.
Также известно как: Минимальное монтажное расстояние · S = K×T + C
Быстрый ответМинимальное монтажное расстояние от световой завесы безопасности до точки опасности, рассчитываемое по формуле ISO 13855 S = K×T + C так, чтобы машина остановилась до того, как человек сможет дотянуться до опасности.
В формуле ISO 13855 S = K×T + C: S — минимальное безопасное расстояние (мм); K — скорость приближения тела (2000 мм/с для кисти/руки, 1600 мм/с для приближения всем телом); T — общее время отклика системы (время отклика световой завесы + время останова машины); C — припуск на проникновение (вторжение), который зависит от разрешения обнаружения. Фактическая установка должна быть проверена квалифицированным инженером применительно к реальным условиям на месте.
Быстрый ответКлассы типов по IEC 61496 для оптоэлектронных защитных устройств (ОЭЗУ); Type 4 предъявляет наивысшие требования (два канала + самоконтроль), тогда как Type 2 подходит для применений с обычным уровнем риска.
IEC 61496 классифицирует ОЭЗУ на типы Type 1–4 по отказоустойчивости и способности к самоконтролю. Type 2 — одноканальный с периодическим самоконтролем, примерно соответствует PL c–PL d по ISO 13849. Type 4 требует двух независимых каналов, самоконтроля при включении и периодического, а также обнаружения единичного отказа, соответствует PL e / SIL 3 и применяется для случаев применения с высоким риском, где соответствие обязательно.
PL e (уровень полноты безопасности по ISO 13849-1)
Быстрый ответУровень полноты безопасности функции, определяемый ISO 13849-1, по пятиступенчатой шкале PL a–PL e, где PL e — наивысший уровень.
Уровень полноты безопасности (PL) показывает, насколько надёжно система управления безопасностью машины выполняет функцию безопасности. Он определяется совместно категорией архитектуры (Cat. B/1/2/3/4), показателем MTTFd, диагностическим охватом (DC) и отказами по общей причине (CCF). PL e применяется в ситуациях высокого риска, где травма тяжёлая, воздействие частое, а опасности трудно избежать.
Быстрый ответУровень полноты безопасности, определяемый IEC 62061 / IEC 61508; в машиностроительной отрасли наивысший уровень — SIL 3, который в режиме высокой интенсивности запросов примерно соответствует PL e.
SIL (уровень полноты безопасности) применяется к электрическим/электронным/программируемым электронным системам безопасности; для машиностроительной отрасли IEC 62061 определяет SIL 1–SIL 3. В режиме работы с высокой интенсивностью запросов SIL 3 в целом эквивалентен PL e по ISO 13849-1, и эти два показателя часто указываются вместе. Определение уровня должно следовать тексту исходного стандарта и сертификации третьей стороной.
Быстрый ответДвухканальный самодиагностирующийся полупроводниковый выход защитного устройства, который обнаруживает собственные отказы (короткое замыкание / обрыв / залипание контактов) и при отказе переключается в безопасную сторону (останов).
OSSD (Output Signal Switching Device — устройство переключения выходного сигнала) — это стандартный защитный выход таких компонентов безопасности, как световые завесы безопасности и лазерные сканеры безопасности: он использует два канала с импульсным самоконтролем и отказывает в безопасную сторону. Сигнальный ввод/вывод обычного датчика не является OSSD и не имеет такой избыточности и самодиагностики — это одно из ключевых отличий между компонентом безопасности и перцептивным датчиком.
Быстрый ответМьютинг временно и логически обходит световую завесу во время определённых этапов процесса (например, загрузки материала или прохода заготовки); бланкирование постоянно маскирует отдельные лучи, которые перекрыты.
Мьютинг позволяет материалу нормально проходить без срабатывания останова, при этом ошибочный вход человека по-прежнему вызывает немедленный останов; он должен настраиваться с правильными датчиками и временными параметрами согласно стандарту. Бланкирование применяется там, где постоянное препятствие неизменно занимает определённые лучи. Оба режима должны настраиваться в соответствии с применимыми стандартами, чтобы не ослаблять защиту.
Реле безопасности
Быстрый ответБлок логики безопасности, который собирает сигналы безопасности (от световых завес, кнопок аварийного останова и т. п.), логически их оценивает и отключает нагрузку; способен достигать Cat. 4 / PL e.
Реле безопасности принимает входные сигналы безопасности, например сигналы OSSD, обрабатывает их через двухканальную резервированную логику и управляет контакторами для отключения опасной нагрузки, используя обратную связь EDM (контроль внешних устройств) для проверки того, не залипли ли контакторы. Это ключевое звено полной цепи безопасности (вход → логика → выход).
Замок безопасности двери / блокировочный выключатель (ISO 14119)
Быстрый ответБлокировочное устройство для защитных дверей машины, которое не допускает работу машины, пока дверь не закрыта/заблокирована, в соответствии с ISO 14119.
Замок безопасности двери (с блокировкой ограждения) и выключатель безопасности двери (блокировка) применяются на защитных дверях станков с ЧПУ, роботизированных ячеек и подобного оборудования. Они обеспечивают самоблокировку при отключении питания, дистанционную сигнальную обратную связь и противодействующее вскрытию кодирование, соответствуют ISO 14119 / GB/T 18831 и могут достигать PL e.
Быстрый ответДатчик положения, который бесконтактно обнаруживает приближение металла (индуктивный) или металла и неметалла (емкостный); распространённые размеры резьбы — M5–M30.
Индуктивный датчик приближения обнаруживает только металл, эталоном служит стандартная сталь Fe37 (100 % расстояние срабатывания), для нержавеющей стали — около 70–80 % этого диапазона, а для алюминия/меди — около 35–50 %. Емкостный тип может обнаруживать как металлические, так и неметаллические объекты (уровень жидкости, пластмассы и т. п.). Они широко применяются для задач концевого контроля, позиционирования и счёта. Типы выхода — NPN/PNP и NO/NC.
Быстрый ответДатчик, использующий свет для обнаружения наличия/положения объекта, классифицируемый по режиму работы на диффузно-отражательный, барьерный, рефлекторный, с подавлением фона (BGS) и другие.
Диффузно-отражательный тип обнаруживает свет, отражённый от объекта, и прост в установке; барьерный тип имеет раздельные излучатель и приёмник, что даёт наибольшую дальность и наивысшую надёжность; рефлекторный тип использует отражательную пластину; тип с подавлением фона (BGS) различает объекты по расстоянию и может обнаруживать только объекты в пределах заданного расстояния на сложном фоне. Лазерные типы имеют малое пятно и большую дальность обнаружения.
Быстрый ответВысокоскоростной датчик, использующий трёхцветный источник света RGB для распознавания печатных приводочных меток для позиционирования при упаковке/печати, со временем отклика класса до 0,1 мс.
Датчик цветовых меток подсвечивает красным/зелёным/синим источниками света и сравнивает контраст между меткой и фоном. Он применяется для приводочной резки в печати и упаковке, отслеживания цветовых меток в текстильной печати и крашении, а также для контроля положения этикеток / QR-кодов. Ключевые показатели: время отклика, различаемое цветовое отличие, расстояние обнаружения и размер пятна.
Быстрый ответДатчик, который направляет свет по оптическому волокну в труднодоступные места; в паре с волоконным усилителем он обеспечивает высокочувствительное обнаружение мелких объектов на узких позициях.
Волоконно-оптический датчик состоит из волоконного блока и усилителя. Волоконная головка мала, термостойка и невосприимчива к электромагнитным помехам, что подходит для тесных пространств и обнаружения мелких объектов; усилитель обеспечивает регулировку чувствительности, цифровую индикацию, самообучение и подобные функции. Волокна бывают барьерного и отражательного типов.
Быстрый ответДатчик, использующий лазерную дальнометрию для получения расстояния и направления на цели; 2D однострочное сканирование выдаёт плоский профиль, тогда как 3D многострочное сканирование выдаёт трёхмерное облако точек.
LiDAR в основном использует метод времени пролёта (TOF) для измерения расстояния. 2D (однострочный) блок выдаёт плоское облако точек «расстояние–угол», подходящее для навигации AGV и контроля зоны; 3D (многострочный) блок выдаёт трёхмерное облако точек, включая высоту. Важное примечание о честности: универсальный LiDAR — это датчик класса восприятия / раннего предупреждения, а НЕ лазерный сканер безопасности, сертифицированный по IEC 61496-3; для защиты безопасности персонала следует использовать сертифицированный компонент безопасности. Максимальная дальность зависит от отражательной способности цели и от реальных измерений на месте.
Лазерный датчик перемещения (триангуляция / фаза / импульс)
Быстрый ответДатчик, который точно измеряет расстояние/перемещение/толщину лазером; три его принципа дальнометрии покрывают разные диапазоны и точности.
Триангуляционная дальнометрия применяется для малых расстояний с высокой точностью (например, ±0,01 мм); фазовый метод применяется для малых и средних расстояний с высокой точностью; а импульсный метод TOF применяется для средних и больших расстояний и на открытом воздухе. Случаи применения включают поточный контроль толщины / формы / положения в полупроводниках, литиевых аккумуляторах, автомобильных компонентах и других прецизионных областях. Точность всегда следует читать вместе с измерительным расстоянием и условиями цели.
Быстрый ответДва типа подключения коммутационного выхода датчика: NPN выдаёт низкий уровень (втекающий ток), PNP выдаёт высокий уровень (вытекающий ток); выбор зависит от типа входа PLC.
NPN (втекающий) при проводимости подключает выход к 0 В и обычно сочетается с японскими PLC, такими как Mitsubishi/Omron; PNP (вытекающий) при проводимости подключает выход к +V и обычно сочетается с Siemens/Beckhoff/Rockwell. Выбор неверного типа означает, что PLC не сможет считать сигнал. Укажите тип вашего PLC при заказе, и вы получите соответствующую схему подключения.
Быстрый ответМаркировка пыле- и влагозащищённости устройства, например IP65/IP67; первая цифра — защита от твёрдых частиц, вторая — защита от жидкостей; чем выше числа, тем сильнее защита.
В степени защиты IP (защита от проникновения) первая цифра обозначает защиту от пыли (0–6), а вторая — защиту от воды (0–9). IP65 защищена от струй воды; IP67 выдерживает кратковременное погружение. Для наружной, пыльной, влажной среды или среды с мойкой выбирайте модель с более высокой степенью IP.
Быстрый ответОборудование, устанавливаемое перед прессом для автоматической подачи листового или проволочного материала; пневматический вариант достигает примерно ±0,1–0,5 мм, тогда как сервоподатчик NCF может достигать ±0,03 мм.
Пневматический податчик использует пневматические зажимы вместе с пневмоцилиндрами для проталкивания материала; он прост по конструкции и экономичен, подходит для общей металлоштамповки с обычной точностью и классифицируется по ширине материала в диапазоне 50–300 мм. Сервоподатчик роликового типа NCF использует сервомотор и энкодер в замкнутом контуре, с повторяемостью ±0,03 мм и хранением нескольких рецептов, подходит для средних и больших прессов и применений с высокой точностью.
Об этом глоссарии. Опубликовано компанией Foshan DAIDISIKE Optoelectronics Technology Co., Ltd. как объективный справочный материал, согласованный с нашими ресурсами стандартов и калькуляторов. Это общее руководство, а не замена компетентной оценки рисков безопасности машин. За помощью в подборе звоните +86 15218909599 или посетите страницу контактов.
