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設(shè)計SRP/CS-您是否考慮過使用氣動元件？
點擊次數(shù)：1235 發(fā)布時間：2014-12-10
在提出請求后，SRP/CS通常斷開致動器的供電，使機器進(jìn)入安全狀態(tài)。ISO 13849-1標(biāo)準(zhǔn)《機械安全 - 控制系統(tǒng)安全相關(guān)部件》要求：在風(fēng)險評估過程中，確定SRP/CS的性能等級（PL）。PL表示SRP/CS降低危險發(fā)生幾率（風(fēng)險）的能力。它共分為5級（PLa至PLe），PLa表示風(fēng)險降低能力zui低，PLe表示風(fēng)險降低能力zui高。SRP/CS的PL通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（類別）以及組件的集成度、配置和執(zhí)行情況綜合確定。但是，在通常情況下，所用氣動組件沒有經(jīng)過安全性評估或者其集成方式無法達(dá)到所需集成度。
許多機器設(shè)計者在SRP/CS中使用標(biāo)準(zhǔn)氣動組件。當(dāng)SRP/CS的PL較低時，這種方法比較適合機器的多數(shù)部件；但是，當(dāng)PL較高（PLd或PLe）時，這種方法并不適合。為了實現(xiàn)較高的PL，在大多數(shù)情況下都需要采用冗余結(jié)構(gòu)（3或4類系統(tǒng)）。舉例來說，某個系統(tǒng)具有兩個串聯(lián)的閥門，以便在SRP/CS提出請求時去除氣動能。兩個壓力傳感器用于向邏輯控制器反饋情況。這兩個閥門將實現(xiàn)冗余。然而，在檢測故障或診斷故障時，將出現(xiàn)問題。如果SRP/CS提出請求且*個閥門工作，系統(tǒng)的氣壓將會釋放。兩個壓力傳感器都將沒有氣壓讀數(shù)。如果第二個閥門出現(xiàn)故障，系統(tǒng)不會檢測出故障。ISO 13849-1要求：在合理可行的情況下，3類系統(tǒng)能夠檢測出單一故障；4類系統(tǒng)應(yīng)能檢測出所有故障。綜上可以看出，閥門的故障檢測合理且可行；因此，無需滿足任一類系統(tǒng)的要求。
此外，氣動控制系統(tǒng)可能還存在以下危險：
· 由于氣體出現(xiàn)泄漏或傾瀉情況，部件或機器本身的部件將會掉落。
· 閥門可能中斷機器的氣體供應(yīng)。如果此閥門沒有排氣口，在SRP/CS提出請求后，機器的致動器將始終承受壓力。
· 如果SRP/CS已經(jīng)傾瀉氣體，重新送電可能造成人員損傷。致動器沒有反壓力，它的移動速度很高且無法預(yù)測，所以可能導(dǎo)致上述情況。為了克服這種問題，應(yīng)使用軟啟動閥門。這種閥門將在啟動時逐漸增加壓力，防止氣動致動器突然移動。
在另一種情況下，機器處于鎖定和標(biāo)記狀態(tài)（LoTo），人們通常很少考慮采用氣動元件。電能通常zui先隔絕，我們可以假設(shè)機器已經(jīng)*隔絕。電動傾瀉閥等裝置可能用于隔絕氣體。系統(tǒng)不會驗證傾瀉閥是否工作；因此，如果傾瀉閥出現(xiàn)故障，將無法隔絕機器的氣體供應(yīng)。這并不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在突然啟動時，也可能導(dǎo)致人員傷亡。
上述情況說明：如果沒有綜合考慮機械安全性，我們可能忽略某些機械安全性相關(guān)方面或危險。機器可能符合某一機械安全領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)和指令，但是，如果機器不符合所有適用標(biāo)準(zhǔn)，整臺機器更可能不安全，而且將不會符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。確保機械安全性的一種方法就是參加培訓(xùn)，這種培訓(xùn)采用360°的方法，主題涵蓋了機械安全性的所有方面和方法。Certified Machinery Safety Expert培訓(xùn)（CMSE?）等認(rèn)證培訓(xùn)課程均采用這種方法，涵蓋從標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)、機器安全防護(hù)、電子控制系統(tǒng)、流體控制系統(tǒng)、用電安全、安全組件到PPE和組織措施的機械安全性各個方面。
幾乎所有的機器都具有控制電路，而且大多數(shù)機器的安全防護(hù)將與控制系統(tǒng)的安全相關(guān)部件（SRP/CS）相連。雖然我們投入了大量關(guān)注和資源，旨在確保SRP/CS的電氣部件、組件以及結(jié)構(gòu)和設(shè)計的安全性通常能夠滿足相關(guān)機器的安全要求，但氣動系統(tǒng)則并未獲得這種關(guān)注。因此，氣動系統(tǒng)在一些情況下并不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或指令，以至于由于設(shè)計不充分而在某些情況下，導(dǎo)致機器進(jìn)入不安全狀態(tài)。本文介紹SRP/CS的氣動部件并探討常見的缺陷和故障。