今日頭條
官方微信
官方抖音
案例頻道
安全保護技術基礎
有機器的地方，就有危險；有危險，就需要對人進行保護。這不僅是法律法規(guī)的規(guī)定，也是企業(yè)的責任和義務。工廠和機器安全保護技術，經(jīng)過近120年的發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)展形成很多國際/國家標準，并出現(xiàn)了很多符合和滿足這些標準的各種安全保護產(chǎn)品。在這些安全標準中，其中有代表性的標準有歐盟EN系列標準，美國ANSI標準，以及IEC國際標準等。僅對機器而言，這些標準都約定：機器的運動狀態(tài)比靜止狀態(tài)對人更具有威脅。因此機器安全保護技術，大多數(shù)都是在需要時盡快將機器停止下來，減少危險，將物的損失和對人的傷害降到最低。常見的安全保護產(chǎn)品有安全開關、安全門（鎖）開關、安全鉸鏈開關、安全磁開關、安全邊緣/地毯、安全拉線、安全腳踏開關等多種多樣的開關，還有安全繼電器、安全PLC、AS-I安全總線系統(tǒng)及其元件等復雜的電子產(chǎn)品。
有機器的地方，就有危險；有危險，就需要對人進行保護。這不僅是法律法規(guī)的規(guī)定，也是企業(yè)的責任和義務。工廠和機器安全保護技術，經(jīng)過近120年的發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)展形成很多國際/國家標準，并出現(xiàn)了很多符合和滿足這些標準的各種安全保護產(chǎn)品。在這些安全標準中，其中有代表性的標準有歐盟EN系列標準，美國ANSI標準，以及IEC國際標準等。僅對機器而言，這些標準都約定：機器的運動狀態(tài)比靜止狀態(tài)對人更具有威脅。因此機器安全保護技術，大多數(shù)都是在需要時盡快將機器停止下來，減少危險，將物的損失和對人的傷害降到最低。常見的安全保護產(chǎn)品有安全開關、安全門（鎖）開關、安全鉸鏈開關、安全磁開關、安全邊緣/地毯、安全拉線、安全腳踏開關等多種多樣的開關，還有安全繼電器、安全PLC、AS-I安全總線系統(tǒng)及其元件等復雜的電子產(chǎn)品。
圖1 機器人周圍
安全地毯保護系統(tǒng)
在各種開關保護元件中，安全地毯作為其中一種特殊的保護開關，具有保護范圍大，價格低、壽命長、安全可靠、安裝自由、方便等特點，使現(xiàn)場通道暢通，方便運輸送料，因而得到廣泛應用。目前，安全地毯已廣泛應用于機器人單元周圍、激光焊接切割設備、包裝機器、木材加工機械、堆垛包裝機器、原材料加工處理、金屬彎管設備以及沖壓設備等場所。
在各種開關保護元件中，安全地毯作為其中一種特殊的保護開關，具有保護范圍大，價格低、壽命長、安全可靠、安裝自由、方便等特點，使現(xiàn)場通道暢通，方便運輸送料，因而得到廣泛應用。目前，安全地毯已廣泛應用于機器人單元周圍、激光焊接切割設備、包裝機器、木材加工機械、堆垛包裝機器、原材料加工處理、金屬彎管設備以及沖壓設備等場所。
圖2 沖壓設備周圍
SMS3 系列安全地毯作為安全保護開關元件，必須配接使用安全繼電器，鋪設在危險的機器、設備等周圍地面，實現(xiàn)對危險區(qū)域的警告和對人和機器的保護作用。其工作原理是：當人踏上地毯，地毯就感應出壓力變化，并輸出一個開關信號。該信號通過安全繼電器的檢測，再放大輸出一個開關信號，直接切斷機器設備的動力電源，實現(xiàn)對人和機器的保護。由于安全地毯的特殊作用，在整個控制當中必須做到安全，因此需要安全繼電器的不間斷檢測，確保人員進入危險區(qū)域能得到安全保障。安全地毯屬于敏感型壓力開關元件，其制造標準符合歐洲標準EN1760-1，和AZR系列中的安全繼電器配套使用，可以大大提高可靠性和安全等級標準，滿足EN954-1中安全等級3的要求。
安全地毯的結構特點
SMS3型安全地毯是靠按壓接觸的觸點式開關，工作原理簡單，制造工藝和結構則要相對復雜些。它采用模具填充熱融塑膠一次成型，因而免維修。它防水、防油，防礦物和植物酸、石化產(chǎn)品、有機溶劑等，防護等級達到IP67。專門設計的防滑表面可以防止操作人員滑倒。上下兩層彈性鋼板可以承受2000N/cm2的壓強，操作力卻非常小，僅僅6 N/cm2。僅僅12mm的厚度，配上專門的固定用邊條，可以實現(xiàn)100%的響應面積，而且可以防止人被絆倒。長達6m的溶膠護套引線，允許用戶自由拼接多種形狀和需要的面積，最大可達20 m2。諸多優(yōu)點，使其幾乎可以滿足各種工作環(huán)境，甚至是潮濕、有油污、有腐蝕性的惡劣現(xiàn)場。
圖3 SMS3型安全地毯
圖4 安全地毯的結構剖圖
安全距離的計算
使用安全地毯，需要考慮到：在一個需要保護的危險區(qū)域，應該鋪設多大的面積才比較合理，做到既安全又經(jīng)濟。在此，需要介紹一個常用標準－EN999。EN999是與安全距離相關的標準，主要是介紹機器安全中結合人的肢體運動速度來界定安全保護裝置位置的方法。
對于安全地毯，必須考慮地毯和控制系統(tǒng)響應速度造成的滯后對進入危險區(qū)域的人的潛在威脅，特別是人快速進入的情況。也就是說，在安全地毯設計計算時，不僅要確定地毯的安裝位置，還有地毯的鋪設面積，確保人踏上地毯，在人到達危險機器前，機器處于安全狀態(tài)。使用SMS3系列安全地毯做區(qū)域安全保護，必須按照安全標準EN999的要求選擇設計、鋪設，才能從根本上防止人員跨過地毯進入危險區(qū)，或者饒過地毯而接近危險區(qū)。在該標準中，給出了一些使用不同安全保護開關設計時的安全距離計算公式。對于安全地毯，經(jīng)簡化后為：
S=K（T1 +T2）+ 1200
其中，
S——最小安全距離，即機器危險點距離人踏上地毯的最小距離。單位：mm。
K——經(jīng)驗系數(shù)，通常來自人及其肢體的運動速度，一般取1600。單位：mm/s。
T1——地毯開關和安全繼電器系統(tǒng)總的響應時間。單位：s。
T2——機器系統(tǒng)總的響應時間，單位：m。
使用安全地毯，只有按照EN999標準計算，從各個可以進入危險區(qū)方向衡量均滿足安全距離的情況下，敷設安全地毯保護系統(tǒng)，才能徹底排除安全隱患。那種只要有安全地毯，而不論大小面積；或者不配備安全繼電器的做法和想法都是危險的。
使用安全地毯，需要考慮到：在一個需要保護的危險區(qū)域，應該鋪設多大的面積才比較合理，做到既安全又經(jīng)濟。在此，需要介紹一個常用標準－EN999。EN999是與安全距離相關的標準，主要是介紹機器安全中結合人的肢體運動速度來界定安全保護裝置位置的方法。
對于安全地毯，必須考慮地毯和控制系統(tǒng)響應速度造成的滯后對進入危險區(qū)域的人的潛在威脅，特別是人快速進入的情況。也就是說，在安全地毯設計計算時，不僅要確定地毯的安裝位置，還有地毯的鋪設面積，確保人踏上地毯，在人到達危險機器前，機器處于安全狀態(tài)。使用SMS3系列安全地毯做區(qū)域安全保護，必須按照安全標準EN999的要求選擇設計、鋪設，才能從根本上防止人員跨過地毯進入危險區(qū)，或者饒過地毯而接近危險區(qū)。在該標準中，給出了一些使用不同安全保護開關設計時的安全距離計算公式。對于安全地毯，經(jīng)簡化后為：
S=K（T1 +T2）+ 1200
其中，
S——最小安全距離，即機器危險點距離人踏上地毯的最小距離。單位：mm。
K——經(jīng)驗系數(shù)，通常來自人及其肢體的運動速度，一般取1600。單位：mm/s。
T1——地毯開關和安全繼電器系統(tǒng)總的響應時間。單位：s。
T2——機器系統(tǒng)總的響應時間，單位：m。
使用安全地毯，只有按照EN999標準計算，從各個可以進入危險區(qū)方向衡量均滿足安全距離的情況下，敷設安全地毯保護系統(tǒng)，才能徹底排除安全隱患。那種只要有安全地毯，而不論大小面積；或者不配備安全繼電器的做法和想法都是危險的。
安全地毯的注意事項
SMS 3系列安全地毯作為壓力敏感元件，在運輸和使用過程中一定要小心，在搬運和鋪設過程中，要平拿、平放，避免高處跌落，人為的拋、扔等行為。在鋪設前后，對要鋪設的地面進行檢查、清掃，確保地面干凈、平整、光潔，沒有堅硬的突起和異物。使用過程中，確保沒有尖硬異物降落停留在地毯上，并定期打掃。這些都有助于合理使用地毯，延長安全地毯的使用周期和使用壽命。
只要規(guī)范設計，合理鋪設和使用安全地毯，安全之路，就在腳下。隨著技術的進步，機器自動化程度和復雜程度的提高，安全保護技術也會跟隨需要而不斷發(fā)展和進步，目前人們已經(jīng)相繼開發(fā)設計出光電式、電阻式等安全地毯形式，可以肯定，安全地毯將會得到越來越多的應用。因為，走安全之路，是我們永恒的追求。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號