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1、欧姆龙安全产品概念及应用交流,传感器产品市场部,安全基本概念及技术 光幕介绍 光幕的应用 其他类安全产品简介,为什么需要安全？,压力-企业职工-政府和相关安全监察部门-职工伤残后的赔偿全球化的安全标准（产品出口）自动化程度的提高，设备运行速度越来越快，受伤的后果越来越严重。,什么样的机器才是“安全”的？,机器在正常的使用条件下，除具有稳定、可靠的安全防护功能外，一旦发生设备故障或人为误操作时，也能自动保障人身安全与设备的安全。-任何情况下也不能造成操作者的危险,事故举例 1 ： “机器本身故障 ”,由于触点被熔结在一起，医生不能及时停止正在下降的相机 而发生伤人事故。,相机,工作平台,病人,熔
2、结的触点,相机控制系统,用扳手或绷带强行操动安全开关，打开危险的端盖。,上盖的安全开关 已被“失效”。,上盖,侧盖,侧盖的安全开关,事故举例 2 “工人的违规操作导致事故发生 ”,工业缝纫机,Chain,手指被链条卷入,机器安全性的观念,1.人的不安全行为（误操作）,2.物的不安全状态（机器本身出故障）。,产生事故的原因：,机器或生产线在设计时应消除潜在的危险,因 机 器 而 引 发 的 危 险,热危险 等等,机械危险,电气危险,危险分析危险评价,机器危险评价的过程（）,危险 评估,危险 评定,危险 减小,否,是,结束,开始,收集使用上的信息,机器限制 的确定,危险 识别,机器安全设计的原则,
3、1. 机器限制的确定（使用寿命、故障、操作者等） 2. 最大可能识别（机械、电气等）及评估危险（ 严重性、几率） 3. 应用防护装置或安全装置来消除和化解危险 4. 针对遗留危险，给出使用和警告信息 5. 附加的预防措施（人员培训、安全制度等）,Risk,0,Risk without protection,Max. Allowable Risk,Residual Risk,Reduction of Risks through Safety Measures,危险与安全等级对应关系,： 损伤的严重度 ：轻伤（擦伤等可恢复的） ：重伤（残废等不可恢复） ：暴露于危险的频率或时间 ：偶尔或短时间的
4、：经常或长时间的 ：避开危险的可能性 ：有可能 ：几乎不可能,可以达到相应风险级别的保护,需要附加措施才能达到保护要求,达到或超过所需的保护要求,风险评估 EN954,Example： 压力机械,冲压,上下运动的活塞周围,危险区域,What danger exist?,Where is danger？,When danger occur？,操作过程中 维护保养时,伤害的严重度,S2 : 严重损伤（终身残疾）,2002年全球200万人死于工伤，1990年为120万,暴露于危险的频率,S2,F2 : 经常性的,避开危险的可能性,S2,F2,P2:几乎不可能,B,1,2,3,4,根据EN954-1对
5、安全等级的要求,等级,要求,系统特点,B,采用最基础的技术，保证其使用的可靠性,无安全技术，出现故障时导致安全功能的丧失。,1,但全功能具有更高的与安全相关的可靠性。,2,检查期间出现故障会导致安全功能的丧失。 安全功能的丧失可以检测出来。,采用B类要求。 应用经过验证的安全元件和安全原则。（安全限位开关/肯定断开）,采用B类要求。 应用经过验证的安全原则。 通过机器控制系统以适当的时间间隔检查其安全功能。（循环测试）,根据EN954-1对安全等级的要求,3,1）出现单项故障时安全功能始终执行 2）部分故障将被查明 3）未查明的故障积累可能导致安全功能的丧失,4,采用B类要求和经过验证的安全原
6、则。 控制系统应按如下设计： 1）系统中的单项故障不应导致安全功能的丧失 2 ）只要合理可行，查明单项故障。,应采用B类的要求和经过验证的安全原则 控制系统按如下设计： 系统中的单项故障不应导致安全功能的丧失。在下一个安全功能实行时或实行之前查明单项故障。如果不能查明，那么，故障的积累不应导致安全功能的丧失。,1）一个或多个故障出现时不会影响安全功能。 2）故障应及时查明，以防止安全功能的丧失。,分类,要求,系统特点,（EN954-1）B类要求,要求： 控制系统有关安全部件能够承受运行环境的影响。为基本类，出现故障时，安全功能丧失。非安全元件,（EN954-1）1类要求,要求： -B类要求 使
7、用可靠的安全元件和安全技术 1类主要是通过选择和应用合适的元件提高耐故障能力,+Vcc,K1,M,K1,STOP,RESET,Positive Operation, or Contactor,K1,M,Control system,Back check,Safety Light Curtain,（EN954-1）2类要求,要求：采用B类要求和经过验证的安全原则和元件。通过机器控制系统以适当的时间间隔检查安全功能。单回路，周期性自检。 .,要求：采用B类要求和经过验证的安全原则。控制中的单项故障不应导致安全功能的丧失 。,Measure Redundancy and Diversity Auto
8、matic safety function checks,STOP,M,K1,K2,Control system,Redundancy of Input,（EN954-1）3类要求,Redundancy of Output,要求- 应用B类要求和经过验证的安全原则。 - 系统中的单项故障不会导致安全功能的丧失。 - 在下个有关安全功能指令发出时或发出之前查明单项故障。- 如果不可能查明，那么，故障的积累不应导致安全功能丧失。双回路+自检,STOP,K1,K2,Control system,外部监控/反馈,RESET,冗余输出,冗余输入,（EN954-1）4类要求,隔离原则 安全围栏,将人和危险
9、区域空间隔离,用防护栏将危险区域围起来,减少开门的次数,联锁停止原则 连锁装置,安全门锁/开门断电，安全光幕,如果不能确认机器是否安全立即执行停机指令,安装停机后的安全确认系统,机器危险的预防,隔离原则：安全围栏将人和危险区域隔离开。,连锁停机原则：安全门铰链开关，开门断电、连锁 功能。,安 全 铰 链 开 关,连锁停机：安全门锁开关（带电磁锁定力），启动联锁。,门 锁 开 关,什么是安全光幕： 一种从上到下一排安装对射式光电传感装置，它监视一定的幅度范围。这种光幕以保护人身安全为目的，在IEC61496上规定其性能及安全性，除了符合这一安全标准的光幕以外，其他光幕不能随便使用。,故障-安全的
10、原则,安全确认型（OMRON）,危险探测型,Signal ON： 有人 (危险） Signal OFF：无人 （安全）,On:危险,Off:安全,发射,接收,发射,接收,Article 44-2(工业安全健康法）,反射板,故障-安全的原则,光幕的工作方式有以下两种： 对射式 正常情况下一直有信号，当有物体阻挡光束时信号停止。若光幕内部出现故障（电线松脱，发光失效等）时也会导致信号停止，因而导致机器停机，即安全功能不丧失。,反射式 只有当有物体阻挡光束时才发出信号，正常状态下没有信号。若光幕内部出现故障（电线松脱，发光失效等）时也会没有信号，因而它不能区分是元件失效还是有物体进入，即安全功能丧失
11、。,结论：对射式光幕比反射式光幕更安全,安全光幕的技术特征,安全产品：是一种不可替换的元件，它是由制造商或授权经销商投放市场，在对人身健康和安全造成威胁的场合中起到安全保护的作用。 冗余技术：经常被用于安全控制电路设计。由于两个元件同时失效的可能性极小，产品设计中双置某些元件或控制功能链，两套元件系统同时工作，安全功能大大提高。 自检测：安全光幕本身发生任何故障，都应在规定的时间内进入遮光状态，输出信号变为“断开”，即向所控制的设备发出停止工作指令，决不允许失灵，而且，当故障依然存在时，不能通过重新开启主电源从遮光状态中复位。冗余+自检=4级安全产品,安全光幕VS非安全光幕、光电开关,光电开关
12、、非安全光幕误动作。,安全光幕确保输出OFF安全状态。,采用双CPU执行连续周期性故障自检，确保任何时刻的安全性。,满足全球的安全标准最高安全等级。,（一）外界干扰,（二）电路故障,（三）CPU,（四）安全认证,安全光幕内部的电路设计,安全型,非安全型,双重信号处理电路 双CPU相互检测 冗余输出,安全产品VS非安全产品,使用非安全产品，一个失效可能会导致任何情况,使用安全产品，一个失效不会导致危险情况发生,因为它是失效-安全（Fail-safe）,4级光幕同2级的区别,4级光幕同2级的区别,两次自检期间出现故障 会导致危险情况发生,4级光幕同2级的区别,第一个故障在响应周期内被检测出来，OS
13、SD2立即断开。,即使第一个故障在响应周期内没有被检测出来，但安全功能不丧失，第二个故障被检测出来。,即使前两个故障在响应周期内都没被检测出来，安全功能仍不丧失，但第三个故障必须被检测出来，OSSD2立即断开。,OMRON光幕类产品,安全型：安全光幕： F3SN-A/B 10米以内 A：4级 B：2级超长距离： F3SL （4级20米长距离保护）安全光栅： F3SH-A 4个光点，300毫米间距，身体保护，4级单光点型： F3SS 4级超长距离60米单光点人体检测： new激光扫描: F3G-C1R70 防护半径6米，警告半径7.5米，300度扫描通用型：通用光幕： F3WN-X (153mm
14、-1807mm） F3W-A/B/C形状检测： F3ZN (180mm-1785mm)选择光幕： F3W-D （100毫米高度）,光幕,F3SN-A/B F3SH,F3SS,F3SL,F3ZN,F3G,F3WN,安全光幕选型,用途,一般工件检测,简单测长,选择传感器,身体检测,手掌,手指,7米以内,10米以内,20米以内,水平放,垂直放,安全4级,安全2级,10米以内,60米以内,F3SN-A P14,F3SN-A P25,F3SN-B P25,F3SL,F3SN-A/B P40,F3SH,F3SS,F3WN-X,F3ZN,F3W-D,人体检测 安全用,非安全用,F3W-A,安全光幕术语,保
15、护 宽 度,高,保,护,度,分辨率,分辨率：最小检出直径,安全光幕的不同分辨率,分辨率： 14mm（手指） 保护宽度： 7米 保护高度：189-1125mm,安全光幕的不同分辨率,分辨率： 25mm（手掌） 保护宽度： 10米 保护高度：217-1822mm,安全光幕的不同分辨率,分辨率： 40mm/70mm (保护脚） 保护宽度：10米 保护高度：217-1807mm,水平放置,安全光幕的不同分辨率,光点数： 4个 光点间距： 300mm（身体） 保护宽度： 10米,安全光栅F3SH-A09P03,超长距离单点式安全保护,型号：F3SS-AT60P 保护距离：0.3-60米 检出物体：31mm 安全等级：4级 应答时间：35ms 保护等级：IP65,
