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如何理解机器的功能安全
编辑：王亮
提到机器设备的功能安全，很多朋友都会觉得，无论从产品还是解决方案的角度看，这都是一项十分复杂的技术，更何况这其中还经常会碰到一堆特殊的专有名词，比如：安全标准、性能等级、风险评估、法律法规、实施规范...等等。PicSource: ABB然而事实上，要理解机器的功能安全，并没有那么困难。我们之所以会有这样的感觉，往往是因为忽视了设备生产运行时的一些基本应用场景。PicSource: Troax想象一下，如果我们认为在一台机器运行时有可能会对人造成身体上的伤害，那么，只需要用围栏将它隔离开来，不让人进入该机器的工作区域，就可以做到对人身和设备安全的保护了。PicSource: Troax不难想象，将机器与人完全隔离的做法，基本意味着这台设备自身需要具备极高的自动化程度和 MTBF 值，它应该可以在无人操作和维护的情况下，一直运行下去。?? MTBF = Mean Time Between FailurePicSource: SICK当然，这是不可能的。很多产线设备还是经常需要有人操作和维护的。而即使是机器的自动化程度再高，也需要定期停机保养，设备性能再高，也总会有意外故障停机的时候。在工业生产中，人的身体进入机器运行区域，或者机器（如移动小车）需要进入人的工作区域，总是不可避免的。PicSource: SICK这就需要让机器在运行过程中能够感知到人员可能面临的潜在危险和威胁，并采取合理的应对措施（安全防护动作），避免其身体受到机器的伤害，并提升设备的综合运营效率。PicSource: SICK因此，关于机器安全，我们首先能够想到的往往就是各种类型的传感器。例如：感知防护门被打开的门开关；感知人的身体跨越安全界限的安全光栅；感知人员所在位置的区域扫描仪；感知人员遇到紧急状况的拉线开关；感知设备（或车辆）运行超出安全行程范围的限位开关；确保人手处于安全位置的双手开关；感知设备运转速度的旋转编码器....PicSource: Pilz然而，仅仅让机器设备感知到人有可能处于危险状态是不够的，我们还得让它（们）能够根据检测到的传感信号，判断需要采取什么样的防护动作。例如：是否需要在每次检测到任何安全威胁时都断电停机呢？还是在某些情况下限定其运行速度、方向，或运行区域呢？以及即使停机，是否能够让其在减速停止后继续保持较好的待机状态，以减少停机恢复生产的时间间隔呢？原因很简单，我们并不希望安全功能影响设备生产的运行效率。PicSource: SIEMENS这些其实就是所谓的机器安全控制逻辑。简单的安全逻辑，可以通过继电器实现；而如果安全逻辑比较复杂，就需要考虑使用控制器了。但无论是继电器还是控制器，它们的作用都是从输入端获取安全传感信号，并基于设定的安全逻辑，通过输出端向运动执行机构发出相应的安全动作指令，用于控制执行机构（电机、驱动器、气缸...等）的安全防护动作。PicSource: FESTO有了安全动作指令，接下来就是安全防护动作的执行了。安全执行机构，大部分情况就是设备现场的各种动作执行机构，包括：变频器、伺服驱动器、气缸、阀...等等，它们既要基于一般的控制逻辑完成正常的设备运行动作，同时还应该能够按照安全控制指令的要求作出相应的安全防护动作，如限速、减速、停机...等等，而且通常后者的优先级会更高。PicSource: SIEMENS可以看到，机器的功能安全几乎和设备的自动化控制有着完全相同的系统架构，它们都是由传感器、继电器、控制器和执行机构组成的。而如果要在机器设备中增加安全控制功能，自然就需要在已有的自动化控制系统中集成与安全控制相关的硬件产品和软件逻辑。然而，在为设备增设这些安全部件和逻辑时，有一点是必须要考虑的，就是产品功能的可靠性问题，因为任何产品，无论软件还是硬件，在工作时都会有功能失效的可能。比如：传感器可能会没有反应、控制器逻辑可能会出错、执行机构可能会无法动作...等等。尽管出现这些异常状况的概率往往极低，放在自动化控制系统中，带来的充其量是因为故障停机而造成的经济损失，而对于机器的功能安全来说，却可能是严重的人身伤害。因此，在规划机器的安全系统时，就需要考虑到相关产品功能的可靠性，这也正是安全防护/控制产品区别于一般自动化产品的一个最重要的指标，通常会用 PFH（Probability Failures / Hour）、SIL（Safety Integrity Level）、PL（Performance Level）...等规格来标定，也就是所谓功能安全的性能等级。而有关设备系统及元器件在安全级别上的选择，就需要根据设备现场人员可能受到伤害的概率和严重程度来判断，也就是我们常说的设备风险/危险评估。功能安全产品的作用在于通过其自身具备的安全性能帮助设备系统达到相应的安全可靠性级别，如果设备周围的人员几乎没有任何遇到危险状况的机会，那么自然也就没有必要为了功能安全而使用那些高大上的产品或解决方案。PicSource: SICK换从一个更全面的视角看待机器安全，就不难发现，安全防护/控制产品仅仅是众多用来帮助减少人员伤害的技术手段之一，有时甚至还并不一定是必要的，例如：通过调整和优化设备操作流程或位置布局，也是可以提升人员在设备中的安全性的。PicSource: Pilz另外，我们也必须注意到，设备系统中安全功能的引入，基本上也就必然意味着用户在包括机器设计、开发、安装、调试、交付、运营、维护...等在内的整个设备生命周期的人员、时间和成本的增加，尤其是安全系统本身所具备的敏感性特征，会对产线设备的有效开机率和运行效率产生非常直接的影响。PicSource: SIEMENS从这个角度看，产品和系统的易用性、集成度...等对于机器安全类产品来说也同样是十分重要的。这也是为什么近些年来，各大自动化和安全产品厂商开始提出集成安全控制概念的一个主要原因。以上内容纯属作者本人观点，如有吻合，纯属巧合。如有疑问，欢迎随时通过本公众号与我们联系。
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如何理解机器的功能安全
来源：QQ快报 &责任编辑:小易 &
提到机器设备的功能安全，很多朋友都会觉得，无论从产品还是解决方案的角度看，这都是一项十分复杂的技术，更何况这其中还经常会碰到一堆特殊的专有名词，比如：安全标准、性能等级、风险评估、法律法规、实施规范...等等。PicSource: ABB然而事实上，要理解机器的功能安全，并没有那么困难。我们之所以会有这样的感觉，往往是因为忽视了设备生产运行时的一些基本应用场景。PicSource: Troax想象一下，如果我们认为在一台机器运行时有可能会对人造成身体上的伤害，那么，只需要用围栏将它隔离开来，不让人进入该机器的工作区域，就可以做到对人身和设备安全的保护了。PicSource: Troax不难想象，将机器与人完全隔离的做法，基本意味着这台设备自身需要具备极高的自动化程度和 MTBF 值，它应该可以在无人操作和维护的情况下，一直运行下去。?? MTBF = Mean Time Between FailurePicSource: SICK当然，这是不可能的。很多产线设备还是经常需要有人操作和维护的。而即使是机器的自动化程度再高，也需要定期停机保养，设备性能再高，也总会有意外故障停机的时候。在工业生产中，人的身体进入机器运行区域，或者机器（如移动小车）需要进入人的工作区域，总是不可避免的。PicSource: SICK这就需要让机器在运行过程中能够感知到人员可能面临的潜在危险和威胁，并采取合理的应对措施（安全防护动作），避免其身体受到机器的伤害，并提升设备的综合运营效率。PicSource: SICK因此，关于机器安全，我们首先能够想到的往往就是各种类型的传感器。例如：感知防护门被打开的门开关；感知人的身体跨越安全界限的安全光栅；感知人员所在位置的区域扫描仪；感知人员遇到紧急状况的拉线开关；感知设备（或车辆）运行超出安全行程范围的限位开关；确保人手处于安全位置的双手开关；感知设备运转速度的旋转编码器....PicSource: Pilz然而，仅仅让机器设备感知到人有可能处于危险状态是不够的，我们还得让它（们）能够根据检测到的传感信号，判断需要采取什么样的防护动作。例如：是否需要在每次检测到任何安全威胁时都断电停机呢？还是在某些情况下限定其运行速度、方向，或运行区域呢？以及即使停机，是否能够让其在减速停止后继续保持较好的待机状态，以减少停机恢复生产的时间间隔呢？原因很简单，我们并不希望安全功能影响设备生产的运行效率。PicSource: SIEMENS这些其实就是所谓的机器安全控制逻辑。简单的安全逻辑，可以通过继电器实现；而如果安全逻辑比较复杂，就需要考虑使用控制器了。但无论是继电器还是控制器，它们的作用都是从输入端获取安全传感信号，并基于设定的安全逻辑，通过输出端向运动执行机构发出相应的安全动作指令，用于控制执行机构（电机、驱动器、气缸...等）的安全防护动作。PicSource: FESTO有了安全动作指令，接下来就是安全防护动作的执行了。安全执行机构，大部分情况就是设备现场的各种动作执行机构，包括：变频器、伺服驱动器、气缸、阀...等等，它们既要基于一般的控制逻辑完成正常的设备运行动作，同时还应该能够按照安全控制指令的要求作出相应的安全防护动作，如限速、减速、停机...等等，而且通常后者的优先级会更高。PicSource: SIEMENS可以看到，机器的功能安全几乎和设备的自动化控制有着完全相同的系统架构，它们都是由传感器、继电器、控制器和执行机构组成的。而如果要在机器设备中增加安全控制功能，自然就需要在已有的自动化控制系统中集成与安全控制相关的硬件产品和软件逻辑。然而，在为设备增设这些安全部件和逻辑时，有一点是必须要考虑的，就是产品功能的可靠性问题，因为任何产品，无论软件还是硬件，在工作时都会有功能失效的可能。比如：传感器可能会没有反应、控制器逻辑可能会出错、执行机构可能会无法动作...等等。尽管出现这些异常状况的概率往往极低，放在自动化控制系统中，带来的充其量是因为故障停机而造成的经济损失，而对于机器的功能安全来说，却可能是严重的人身伤害。因此，在规划机器的安全系统时，就需要考虑到相关产品功能的可靠性，这也正是安全防护/控制产品区别于一般自动化产品的一个最重要的指标，通常会用 PFH（Probability Failures / Hour）、SIL（Safety Integrity Level）、PL（Performance Level）...等规格来标定，也就是所谓功能安全的性能等级。而有关设备系统及元器件在安全级别上的选择，就需要根据设备现场人员可能受到伤害的概率和严重程度来判断，也就是我们常说的设备风险/危险评估。功能安全产品的作用在于通过其自身具备的安全性能帮助设备系统达到相应的安全可靠性级别，如果设备周围的人员几乎没有任何遇到危险状况的机会，那么自然也就没有必要为了功能安全而使用那些高大上的产品或解决方案。PicSource: SICK换从一个更全面的视角看待机器安全，就不难发现，安全防护/控制产品仅仅是众多用来帮助减少人员伤害的技术手段之一，有时甚至还并不一定是必要的，例如：通过调整和优化设备操作流程或位置布局，也是可以提升人员在设备中的安全性的。PicSource: Pilz另外，我们也必须注意到，设备系统中安全功能的引入，基本上也就必然意味着用户在包括机器设计、开发、安装、调试、交付、运营、维护...等在内的整个设备生命周期的人员、时间和成本的增加，尤其是安全系统本身所具备的敏感性特征，会对产线设备的有效开机率和运行效率产生非常直接的影响。PicSource: SIEMENS从这个角度看，产品和系统的易用性、集成度...等对于机器安全类产品来说也同样是十分重要的。这也是为什么近些年来，各大自动化和安全产品厂商开始提出集成安全控制概念的一个主要原因。以上内容纯属作者本人观点，如有吻合，纯属巧合。如有疑问，欢迎随时通过本公众号与我们联系。
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功能安全技术文章
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与传统机床相比，数控机床增加了数控系统和相应的监控装置等，应用了大量的电气、液压和机电装置，导致出现失效的概率增大;工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利，由于制造系统的结构复杂且价格高，因各种故障而造成的“停机损失”已经成为企业生产中的负担。对此，施迈赛集团推出了多款产品，如应用于小型安全防护装置的紧凑型电磁联锁装置，应用于超大型安全防护装置的三点式联锁装置，以及应用于保护需要行走的危险区域的模块化系统。同时，因为多数机床制造厂商均为国际化企业，其客户分布在全球范围内，如东亚和南美的新兴经济国家，施迈赛可在约50个国家进行快速相应的服务和咨询。
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选择正确的控制与信号设备是确保人员和机器安全的关键因素。皮尔磁的控制及信号设备可用于会对员工造成危险的所有位置。在系统调试、常规操作、维护或维修过程中使用.PITmode 操作模式选择开关外形紧凑，具有两大功能：访问权控制与操作模式选择。插入应答器钥匙并按下为相关操作模式分配的按钮，即可选择操作模式。
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皮尔磁推出的新产品和新版本的模块化安全门系统是针对每一个门的系统保护，包括可串联的安全门传感器PSENmlock，PITgatebox的按钮单元和可选的逃生释放装置。
品牌：九思易
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众所周知，工业机器人系统特别是当其在处理大型工件时，可能具有一个大范围的运动空间。
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安全仪表系统（简称SIS系统）是专门用于过程自动化行业，用于保障安全生产的一套系统。
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德克萨斯州﹒奥斯汀（日）——艾默生（Emerson）与 Exida 宣布推出 DeltaV(TM) 安全仪表系统（SIS）组态工具，一款自动生成 DeltaV SIS 组态的 Exida exSILentia® 工具。
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为了满足地铁安全运行的需求，CONTROLWAY专门制定了基于 4 级安全光幕的防夹人安全解决方案。 核心设备具备TUV、UL、CE等安全认证，从而保证了地铁的可靠运行。
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无论是新能源、信息通讯、石化冶金，还是楼宇住宅、轨道交通……电涌保护器已成为不可或缺的保护伞，保障各行各业的正常运转，避免造成巨大的人身财产损害。
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如今的生活越来越便捷，在大型的超市里什么都有，给生活带来了很大的便捷。而且现在很多蔬菜和肉类穿上新装后搬进了超市，肉类中有碎肉、肉片、碎骨等等一系列加工食品，这样的食品非常的方便，买回去直接开袋烹饪了，省事方便。给人们带来如此便捷的生活方式，那就要归功于食品包装企业的那些碎肉机、切片机等设备。有了这样的设备不管在碎肉上/切肉上/碎骨上更加的匀称细腻。
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锁和钥匙都是常见的生活用品。住家、店铺、办公室等等地方的出入场所都有普遍应用，同时抽屉、金库、保险箱、信箱，还有自行车、摩托车、汽车等等物件，都需要使用锁和钥匙。锁和钥匙作为一种保安设施，肩负着着保护我们财产与生命的重任，因此它们的安全性对于生活与工作就显得尤为重要。
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