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人機(jī)合作 | 機(jī)器安全中的效率

設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)的主要目標(biāo)，始終是機(jī)器在自動(dòng)化過(guò)程中，盡可能高效地完成任務(wù)。現(xiàn)在，安全控制有了更嚴(yán)格的要求。在集成到機(jī)器控制中時(shí)，也滿(mǎn)足類(lèi)似的期望。安全控制設(shè)備經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，現(xiàn)在在人機(jī)合作中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

安全要求可以通過(guò)機(jī)器制造商在設(shè)計(jì)階段實(shí)施，可以由最終用戶(hù)添加到現(xiàn)有機(jī)器中。要在機(jī)器生命周期的任何階段保證安全，如何確保安全系統(tǒng)盡可能有效和高效，是一個(gè)挑戰(zhàn)。

中大型機(jī)器背后的自動(dòng)化過(guò)程可能很復(fù)雜，但同時(shí)也提供了一種通過(guò)人機(jī)界面或HMI操作機(jī)器的簡(jiǎn)單方法。這使復(fù)雜的自動(dòng)化過(guò)程無(wú)縫且用戶(hù)友好。

安全也可以無(wú)縫的，并且是容易操作的。第一種方法是通過(guò)設(shè)計(jì)將危害降至低。如果機(jī)器及其應(yīng)用可行，這可以降低安全成本，因?yàn)檫@將用到更少的安全組件。

如果在許多情況下無(wú)法僅通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)減少或消除危險(xiǎn)，或者需要采取進(jìn)一步行動(dòng)，則可以集成安全設(shè)備。包括在防護(hù)門(mén)打開(kāi)時(shí)阻止機(jī)器工作的防護(hù)監(jiān)控裝置，或能夠檢測(cè)操作人員存在的感測(cè)裝置，例如安全光幕或安全地毯。

一旦完成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定所需要防范哪些危險(xiǎn)，和所需的電路可靠性程度，問(wèn)題就轉(zhuǎn)為如何有效地集成安全。如上文所述，整個(gè)機(jī)器的自動(dòng)化設(shè)計(jì)可能很復(fù)雜，其中許多組件都需要相互通信，以確保過(guò)程順利運(yùn)行。

在許多情況下，這種通信以網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的形式進(jìn)行，在整個(gè)系統(tǒng)中交換數(shù)據(jù)包，甚至可以在控制面板上直觀地顯示。安全設(shè)備經(jīng)過(guò)發(fā)展，也可以放置在這樣的網(wǎng)絡(luò)上。了解即時(shí)信息，例如哪個(gè)防護(hù)門(mén)打開(kāi)、哪個(gè)急停被觸發(fā)，以及哪個(gè)安全裝置出現(xiàn)故障；可以大大減少停機(jī)時(shí)間，從而提高生產(chǎn)力。大多數(shù)電子安全設(shè)備的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們可以串聯(lián)連接，而不會(huì)降低安全電路的完整性。

許多安全設(shè)備制造商都能夠允許他們的設(shè)備通過(guò)專(zhuān)用協(xié)議進(jìn)行通信，例如PROFINET、EtherNet、CANopen和DeviceNet等。在某些情況下，制造商可能需要一個(gè)網(wǎng)關(guān)，將他們的專(zhuān)有通信形式轉(zhuǎn)換為一種工業(yè)協(xié)議。

另一種可用的協(xié)議是操動(dòng)件傳感器接口或 AS-I 協(xié)議。AS-I 的主要特點(diǎn)之一是該協(xié)議是一種開(kāi)放語(yǔ)言，允許機(jī)器制造商和最終用戶(hù)輕松混合和匹配不同制造商的 AS-I 設(shè)備和組件，以滿(mǎn)足他們的各種應(yīng)用需求。AS-I 系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是布線簡(jiǎn)單，只需一根4芯線纜，從而大大降低了安裝的時(shí)間成本。

使用這些類(lèi)型的技術(shù)，安全組件不再需要與自動(dòng)化系統(tǒng)全隔離。當(dāng)聯(lián)鎖裝置觸發(fā)安全停機(jī)時(shí)，它可以通過(guò)PLC發(fā)送信息，使機(jī)床回到初始位置，同時(shí)在工作站屏幕上以圖形形式顯示其活動(dòng)狀態(tài)。

將此技術(shù)與中大型機(jī)器上的傳統(tǒng)電子機(jī)器設(shè)備進(jìn)行比較時(shí)，發(fā)現(xiàn)故障排除效率的明顯提高。使用電子機(jī)器設(shè)備時(shí)，需要單獨(dú)檢查每個(gè)門(mén)禁防護(hù)裝置，以確定哪個(gè)會(huì)阻止機(jī)器重新啟動(dòng)。使用一些優(yōu)良的電子安全設(shè)備，可以通過(guò)集成的LED燈和串行診斷信號(hào)，快速、輕松地將特定故障通知給操作人員。

在機(jī)器內(nèi)設(shè)計(jì)和安裝的安全系統(tǒng)不再被視為整個(gè)過(guò)程的阻礙。越來(lái)越多的安全教育使人們對(duì)安全系統(tǒng)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和了解，技術(shù)的進(jìn)步使安全設(shè)備能夠被更高效地使用

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