你已經(jīng)聽說了許多關(guān)于機器安全網(wǎng)絡(luò)的消息,現(xiàn)在打算如何應(yīng)對呢?
美國安全工程師協(xié)會成員——博世力士樂的安全專家David Arens說,將硬件系統(tǒng)視為唯一解決辦法的時代已經(jīng)一去不復(fù)返了。
羅克韋爾自動化的安全網(wǎng)絡(luò)市場經(jīng)理Brian Oulton說:“對于安全系統(tǒng)的定義很簡單——即使這個系統(tǒng)出了問題,它仍然能夠保護人群、機器和工廠。”
負責貝加萊工業(yè)自動化產(chǎn)品開發(fā)和銷售的Helmut Kirnstoetter說:“安全網(wǎng)絡(luò)是指機器通過輸入輸出,在物理結(jié)構(gòu)相同和共用網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,處理相同的邏輯得到的。這種方式的優(yōu)點是,我們可以通過本地網(wǎng)絡(luò)將所有運動部件集成到一起。只要按下停止鍵,軟件就輸出一個驅(qū)動信號使機器的所有機軸移動到安全位置,并給出反饋信號表示機器已經(jīng)運轉(zhuǎn)到安全位置,這時用戶才可以開啟機殼門。”
羅克韋爾自動化的安全系統(tǒng)市場經(jīng)理Kelly Schachenman補充道:“所有安全系統(tǒng)都包含有三個組成部分:1)安全的輸入或防止檢測人員誤入危險區(qū)域的安全傳感器;2)控制流向危險區(qū)域儀器組件能量的安全驅(qū)動;3)由安全繼電器和PLS組成的安全的邏輯,這些問題決定了為安全系統(tǒng)預(yù)先確定的安全條件是否起作用。”
通過機器控制網(wǎng)絡(luò)運行安全信號的目的之一就是減少電纜連線
有多種渠道提供安全培訓和相關(guān)資源,請見文章中的URL連接
安全網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵就在這里。對于通過機械化控制網(wǎng)絡(luò)點到點轉(zhuǎn)換傳輸安全相關(guān)信息的爭論是非常引人注目的。想要達到不同層級的機器安全,就必須正確的安全系統(tǒng)。
這馬上就引出了一個問題,工程師們是怎樣將硬件安全系統(tǒng)擴展為安全網(wǎng)絡(luò)型的呢?“安全網(wǎng)絡(luò)”是否是一種可以買到的產(chǎn)品?如同將寫著“安全網(wǎng)絡(luò)”的盒子打開,然后像安裝電視一樣來安裝它么?
答案自然是否定的。
Oulton指出“僅僅因為使用了一系列的組件,而不知道如何將它們裝配起來是不能構(gòu)成一個安全系統(tǒng)的。對于一個工程師來說,接受必要的培訓非常重要。”
將安全風險最小化
“很不走運,幾乎每個人都會告訴你,風險不可能完全排除,只能限制風險”,Arens說。
西門子公司的應(yīng)用咨詢工程師Robert Dorr指出,“法律要求你為員工建造一個安全可靠的工作環(huán)境,但是法律沒有說明如何去做,那么你就只能去請教參考標準。”
普遍認為與機器安全最相關(guān)的標準是IEC 61508,包括了電氣、電子和可編程安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全,如機械自動化等。
該標準由國際電工委員會制定。國際電工委員會是由許多國家的電工委員會組成的,如美國國家標準學會等。IEC 61508提供了兩個重要的啟示:它為不同的種類設(shè)備定義了可接受安全等級的要求,而且還定義了安全完整性等級(SIL),從而可以在量上衡量儀器與設(shè)備的安全性。
SIL等級的計算值反映了相應(yīng)安全功能組件的可靠性。因為即使組件被安裝在正確的地點,也不代表在需要的時候就會起作用。拿聯(lián)鎖舉個例子,它可以保護故障狀態(tài)下對設(shè)備進行設(shè)置或維護的人員安全,但負責此功能的技術(shù)員很有可能使上述功能失效。這增加了該聯(lián)鎖裝置在使用時的不穩(wěn)定性,從而也影響到了系統(tǒng)的SIL等級。
Arens表示:“首先要做的,是對所有在工作場所中運行的機器設(shè)備進行風險評估。”
降低風險是一個循環(huán)的過程
儀器開發(fā)商應(yīng)對儀器設(shè)備和任何與之相連的控制系統(tǒng)使用環(huán)境中可能出現(xiàn)的危險情況作出分析,并給予說明。西門子的Dorr建議說:“人員中首要考慮的是操作者,他將面臨什么樣的狀況,然后再去考慮其他有可能出現(xiàn)的人,如維護人員甚或是從旁邊正好經(jīng)過的人員。其實風險評估是評估所有的風險。然后想出辦法將風險限制在可以接受的范圍。”
Schachenman補充道,“首先,你應(yīng)該列出一份安全要求細則,定義一下如何降低操作人員進行各種機器操作時面臨的危險;然后按照安全要求細則設(shè)計系統(tǒng),降低風險;最后,測試安全控制系統(tǒng)功能是否降低了風險,達到了安全要求。”
Arens表示:“這是一個循環(huán)的過程,只要發(fā)生變化它就開始運作。除此之外,還會定期進行檢查,根據(jù)機器的表現(xiàn)評估那些保障措施是否仍在有效運轉(zhuǎn)。”將經(jīng)驗與結(jié)果積累起來就變成了關(guān)于那臺機器的安全操作手冊。
培訓
Oulton說:“操作人員應(yīng)對規(guī)章制度非常熟悉,完整了解如何進行正確的危險評估和產(chǎn)品使用,只有這樣才能確定系統(tǒng)運行是可預(yù)測的,并且在發(fā)生故障時很安全。”
Arens說:“總的來說,培訓共分三個層次:全面安全培訓,OSHA訓練營提供了相應(yīng)培訓;另一個為安全設(shè)備分銷商協(xié)會(SEDA)提供的專業(yè)安全銷售培訓課程。”這對集成了系統(tǒng)安全的機器的銷售大有幫助。表格中列出了Arens推薦的其他項目。
第三種是關(guān)于儀器的詳細說明,Arens指出“關(guān)于這方面,當然是制造商最了解機器了。”
PLC、電機驅(qū)動和機器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品等機器配件的廠商,為如何安全使用他們的產(chǎn)品開辦了培訓課程。例如Arens所在的博世力士樂為他們安全系統(tǒng)提供了為期1天、2天和4天的培訓課程。Arens提醒:“你需要做的就是找到一個有資質(zhì)的培訓機構(gòu),如國際繼續(xù)教育培訓協(xié)會認可的培訓機構(gòu)。”
“西門子安全核心團隊成員‘可為使用我們產(chǎn)品的原始設(shè)備供應(yīng)商,提供到現(xiàn)場培訓’”,Dorr說。“我們還設(shè)有一個專門提供培訓的部門,可以為客戶提供場外培訓和教程CD。”
Schachenman說:“安全網(wǎng)絡(luò)實際上是系統(tǒng)中非常透明的一個部分,就像標準的網(wǎng)絡(luò)一樣。只是它以高度集成性傳輸安全數(shù)據(jù),比較難的部分是識別危險包括什么以及如何將它們限制到最低程度,剩下的工作就是編寫應(yīng)用程序。”
Schachenman總結(jié)道:“像所有硬件系統(tǒng)或可編程安全系統(tǒng)一樣,最后都要實際測試機器是否按照你所做的那樣變得更加安全了。”
附文1:光纖保證了阿爾卑斯山腳下行人的安全
世界最長隧道——位于瑞士阿爾卑斯山腳下的Gotthard隧道(約17千米),一直以來都被認為是穿越北歐和南歐之間最狹窄的瓶頸之一。為了保證行人的安全,系統(tǒng)集成專家Weiss-Electronic公司使用了光纖調(diào)制解調(diào)器來傳輸來自272個交通燈和68個速度/緊急狀態(tài)顯示器的數(shù)據(jù)。該緊急系統(tǒng)擁有三套公交系統(tǒng):一套為從北入口到達隧道中部,另一套是從南入口到達隧道中部,還有一套貫通南北兩個出入口。