1、1,欧姆龙（中国）有限公司 SDD 安全事业推进部,全球化的安全设计,SAFETY,2,欧姆龙在工业安全中的整体解决方案,3,国际标准的趋势 风险评估和设备在安全方面的设计步骤 风险评定和安全等级 符合安全等级的安全产品及电路,4,1.国际标准的趋势,5,北美自由贸易协定 （NAFTA） 加盟国：美国、加拿大、墨西哥,国际标准,机械：ISO 电气：IEC,WTO（世界贸易组织） TBT协定（有关贸易的技术壁垒的协定）,中国 GB/T,澳大利亚 AS,日本 JIS,英国 BS,德国 DIN,法国 NF,CEN（欧洲标准化委员会） CENELEC（欧洲电气标准化委员会）,维也纳协定,里斯本协定,加
2、盟国遵守 国际标准 （143个国家地区）,根据协定EN标准 被作为ISOIEC 提出来,欧洲机械指令、低电压指令等 CE标记制度：1995,欧洲 EN标准,世界标准的变迁,欧盟,其他加盟国 意大利、奥地利、爱尔兰、荷兰、希腊、瑞典、西班牙、丹麦、芬兰、比利时、葡萄牙、卢森堡,美国 ANSI,韩国 KS,6,ANSI/UL标准（北美）,正逐渐与国际标准(ISO/IEC)整合。 （例：IEC61496UL61496） 美国的工业机器人安全标准 ANSI/RIA 15.06是作为ISO10218的修订案出台的，并已起草完成。,EN标准（欧洲）,国际标准,ISO标准,IEC标准 (包含CISPR标准)
3、,机械,管理等 （除电气以外）,电气相关,EMC相关 （电磁兼容性）,世界各国的机械相关标准以ISO标准为基础，电气相关标准以IEC标准为基础编写,GB（中国国家标准）,由于与国际标准的整合，基于IEC/ISO标准的要求事项正处于修订过程中。 （例：ISO12100GB/T15706-1995）,JIS（日本）,日本的JIS和IEC标准不同，但是和ICE和ISO国际委员会达成协议，将于 95年在日本推行PL法（制造物责任法）的同时推出与IEC标准及ISO标准相同内容的标准。 作为IEC60204-1JIS B 9960-1，99年9月前后标准出版，同时以ISO12100的草案为基础的机械安全J
4、IS化也正在进行中。,97年1月1日开始IEC标准和EN标准的标准编号统一，电气相关的EN标准必须在IEC标准的基础上编写。 （例：IEC60204EN60204） 机械标准EN292-1、-2在ISO12100-1、-2的基础上修订。,各国标准在国际标准的基础上变化,7,A标准：基本安全标准,B标准：分组安全标准,C标准：个别产品标准,ISO/IEC方针51,层次化结构：下层遵循上层的标准,规定了设计原则等适用于所有设备的通用概念,多种机械类产品可通用的标准,对特定设备进行具体规定的产品标准,国际标准的体系,8,个别产品标准C标准,分组安全标准 B标准,机械类的安全性用于基本概念、设计的一般
5、原则（ISO12100）风险评估的原则 (ISO14121）,ISO/IEC方针51,ISO：机械类,IEC：电气类,B1标准（与安全检测相关） B2标准 （安全相关装置）,（个别机器的安全标准）,机械安全相关国际标准的结构,基本安全标准 A标准,9,CE标记和EC指令,简易压力容器指令,玩具指令,气体器具指令,建筑产品指令,非自动重量计,人体埋入式 医疗用装置,医疗设备指令,无线和通讯 终端设备指令,低电压指令,机械指令,人体保护用具指令,升降机指令,EMC指令,防爆指令,压力设备指令,包装和 包装废弃物指令,例）欧洲,10,EC指令 （在合格产品上标注CE标记）,指令和EN标准,将EC指令
6、具体化后 就成为EN标准,例）欧洲,11,例）一般机械,EN292-1/2,机械指令,低电压指令,EMC指令,EN1050,EN954-1,EN60204,EN418,EN1088,例）欧洲,12,原有的制度和CCC制度,从国外出口到中国时,在中国国内销售,CCEE （长城标记）,CCIB （商检局标记）,CCIB和CCEE两种认证都需要（重复）,WTO加盟,例）中国,统一为CCC,安全标记例,13,限制对象设备的范围,电线、电缆类（5个品种） 回路开关、设备保护及连接用装置（6个品种） 低电压电气产品（9个品种） 小型马达（1个品种） 电动工具（16个品种） 电气焊接机（15个品种） 家庭用
7、及相同的电气产品（18个品种） 音响设备（16个品种） 信息处理设备（12个品种） 照明设备（2个品种） （电压在36V以下的产品除外）,通信终端设备（9个品种） 有关汽车及安全的零件（4个品种） 汽车的轮胎类（3个品种） 安全玻璃（3个品种） 农业用机械（1个品种） 橡胶制品（1个品种） 医疗设备（7个品种） 消防设备（3个品种） 防范装置（1个品种）,以上共19类132个品种,农业用以外的机械设备类目前不在对象范围内。,例）中国,14,中国,欧美,中国和欧美的差异,例）中国,15,不仅是对CE标记的设备同国际标准对应，国内的机器设计也需要同样的设计标准 如强制性国家标准： 锻压机械安全技术
8、条件GB17120-1997（修订中） 电梯制造与安装安全规范GB7588-2003/EN81-1,GB的国际标准对应,GB机器安全标准正在向国际标准统一,ISO 机械安全 ISO12100、ISO14121、ISO13849、etc,IEC 电气安全 IEC60204、IEC61496、etc,例）中国,GB 电气安全 GB/T5226.1-2002、GB/T19436、etc,GB 机械安全 GB/T15706、GB/T16856、GB/T16855,16,对安全的思考方法发生变化,在危险的地方安装传感器。 对操作人员进行培训、指导。,有担负机械设备设计责任的义务。适用于国际通用的 ISO
9、12100,安全对策中必须根据GBISOEN 选择设备，进行设计！,例）中国,为什么！,以往的做法,为什么！,今后的做法,17,2.风险评估 和设备在安全方面设计步骤,18,工伤事故发生的机理,19,危险的分类,确保安全的前提下 设备会损坏。人会犯错。,灾害发生的机械原理,20,没问题，这还 不简单！,老生常谈， 轻松得很！,你要遵守操作规程，小心作业！,简单！轻松！,1放上工件 2按下按钮 1放上工件 2按下按钮 2按下按钮 1放上工件？,哎呀！ 搞错了！ 疼死了!,发生灾害！,降低风险，确保即使人犯错后也不会发生危险。,操作越熟练也越危险,21,是设备就一定会损坏 必须在这个前提下设计 设
10、备才合理。,作为雇主，不能让工 人使用不安全的设 备进行作业。,好，明白，明白！,这次一定要小心 千万不能错 注意！注意！,你要遵守操作规程来 调试机器！,明明是设备坏了嘛,用惯了的设备忽然不听使唤了、,降低风险，保证机器故障后也不发生危险。,22,Q：什么叫安全呢？,导致事故的原因，不仅仅是操作人员的疏忽。,A：任何情况下也不能造成作业者的危险,23,明确操作方法和可预 见的错误操作方法,是否为允许 范围内的风险？,开始,危险源的认定 harzard identification,风险的预测 risk estimation,风险的评价 risk evaluation,是,风险分析 risk
11、analysis,风险评估 risk assessment,结束,否,风险评估的程序（ISO14121）,根据国际标准 采用与风险等级相应的 安全对策,风险的降低,24,通过本质上的安全设计降低风险 （ISO12100-2，3项）,通过安全防护对策降低风险 （ISO12100-2，4项）,通过补充的预防对策降低风险 （ISO12100-2, 5项）,通过使用中的信息降低风险 （ISO12100-2，6项）,大,小,设计者应向使用者提供残留 风险的相关信息,降低风险的优先顺序（ISO12100）,：例,：例,：例,：例,优先顺序风险,设备设计工程师,用户,针对操作者 个人的防护措施,如：安全教育
12、安全操作程序安全监督、,25,减小驱动力、减缓转速,【例】,要去掉锐利的边、角、突起物等,防止手指等进入 尽可能缩小开口可动范围,【例】,【例】,设备的规格取决于操作人员的风险和设备性能之间的平衡,操作人员和危险源不在同一区域内的设计,：本质安全设计,26,安全防护的原则有2个,空间上的分离,时间上的分离,隔离的原则 通过防护装置来进行安全防护,停止的原则 通过互锁来进行安全防护,覆盖所有危险并加以隔离 开口应保持必要的最小限度,若无法确认安全则停止 加入确认停止的装置,：安全防护对策,27,：通过补充的预防措施来降低风险,紧急停止装置等,紧急停止开关,启用开关,A165E型（16） A22E
13、型（22）,在危险区域内演示时紧急停止用 启用开关A4E型 备有水平、垂直安装产品,28,欧姆龙在工业安全中的整体解决方案,NEW,安全网络控制器NE1A,29,：通过使用中的信息来降低风险,警告标签,警告显示（指示灯、声音）,指示灯,报警声,30,3.风险评定和安全等级,31,风险评定和安全等级,基于EN954-1的 评定表,（ISO13849-1、JIS B 9705-1也相同）,S：受伤程度 (Severity of Injury)S1：轻伤S2：重伤（后遗症、死亡等） F：发生危险的可能性 (Frequency and/or ExposureTime to the Hazard)F1：
14、偶发或短时间F2：频繁发生或长时间 P：避免危险的可能性 (Possibility of Avoiding Hazard)P1：可能P2：不可能,32,Example： 压力机械,冲压,上下运动的滑块周围,危险区域,What danger exist?,Where is danger？,When danger occur？,操作过程中 维修和模具更换时,33,ISO中安全等级的要求,34,等级2的要求,要求 范畴B和1的要求 以适当的间隔检查安全功能 对策 试验验证、查验,35,等级3的要求,要求 范畴B和1的要求 单一故障不会影响安全功能丧失。 对策 通过电路双重化实现冗余,E-STOP,M
15、,K1,K2,控制系统,输入的冗余,输出的冗余,RESET,(查验),36,等级4的要求,要求 范畴B,1的要求 单一故障或故障累积不会影响安全功能。 故障应在执行安全功能时或之前被检测出来。 对策 冗余性多样性和查验,37,4.符合安全等级的 安全产品及电路 -安全回路 -安全门开关 -安全光幕 -安全继电器及安全继电器单元,38,安全回路与控制回路（）,内存丢失 CPU故障 程序改动等,即使安全检测双重化后， 控制回路侧出现问题时 仍无法确保安全。,PLC无法构成安全电路。 安全电路和控制回路必 须分开。,39,安全电路的主要特点,当安全回路无法确认时切断电源当无法确认安全状态时（如安全门
16、开启）当安全检测装置故障时（如安全光幕坏）当触发急停开关时,只有当安全被确认后才能启动机器能监控安全电路中触点的熔接能监控安全输入信号,40,安全电路的构成,安全电路,41,安全门开关,42,直接断开触点（EN60947-5-1）,43,熔接时的动作,带有直接断开触点结构 NC接点,NC接点,NO接点,关,开,44,安全限位开关,与一般限位开关的区别,接点熔接等传动部件上受到很大力的情况下也不会脱出 强制断开结构的相关零件没有弹性， 用凹凸形状的零件咬合起来的结构,刚性锁定结构,直接开路动作,45,安全门开关,防止无效化的功能,除了使用专用装置（钥匙等）以外，无法用日常使用的 钥匙、硬币、螺刀
17、、扁嘴钳、刀等 简单的方法轻易操作的开关,专用钥匙,开关本体,（ISO14119 5.7）,46,紧急停止按钮的要求,设备发生异常或工人发生危险时使设备停止,相关标准：使用带直接断开机构的常闭触点，IEC60947-5-5/-1按钮为红色，背景为黄色，形状是掌型或蘑菇型 IEC60947-5-5，ISO13850，IEC90204-1操动头被按下后必须一直保持停止状态，只能用手动复位IEC60947-5-5，ISO13850急停开关在机器的任何运行状态下均应有效，并且优先于其他任何控制，ISO13850，IEC60204-1开关的安装位置应在操作控制台或工位附近，紧急情况能够立即操动开关ISO
18、12100，ISO13850，IEC60204-1根据停止类别0和停止类别1来配置电路ISO13850，IEC60204-1,9.2,47,保持停止状态 所需的结构,标记为紧急停止开关,手动解除操作,-旋转 -拉动 -用钥匙解除,紧急停止按钮的要求,红色,辅助结构,直接断开动作的常闭触点,背景：黄色,操动装置：蘑菇型,解除,停止,48,安全光幕,SAFETY LIGHT CURTAIN,49,安全光幕的国际标准,IEC61496-1Electro-sensitive protective equipmentPart 1：General requirements and tests光电保护装置第
19、一部 一般要求事項以及测试要求（安全等级、故障自检等）,IEC61496-2Electro-sensitive protective equipmentPart 2：Particular requirements for equipment usingactive opto-electronic 光电保护装置第部 对射式安全光幕的特殊要求（分辨率、扩散角等）,因为安全光幕是应用于保护人的场合，所以国 际标准（IEC61496，JIS B9704）对其功能和安全性有详细的规定,50,安全光幕,故障安全设计,传感器发生故障时始终处于安全状态的设计,安全确认型系统,自我诊断,传感器自身定期进行故障诊
20、断,安全光幕,ON 只有确认安全后才 OFF 故障、电源未接通、遮光（危险）时 无法确认安全时,安全用的 光电传感器,51,安全確認型入光時ON形式,入光時形式,遮光時形式,输出,输出,输出,输出,输出,输出,52,FAIL-SAFE設計（Type4）,監視,投光部,制御部,受光部,投光器,受光器,：一般要求事項以及测试 ：对射式安全光幕的特殊要求,53,自己故障診断,投光器,受光器,光軸故障情况,安全光幕,一般区域传感器,54,扩散角(IEC 61496-2 ),对壁地面反射,光接收的范围广,有効開口角,对人体反射,（IEC 61496-2）,光电类的安全性光电保护装置 第2部： 对射式安全
21、光幕的特殊要求,55,NPN 输出断線机架短路（接地故障）不安全,和在安全面上的差异,56,光幕安装距离的计算（EN999）,光幕和危险源 必须保持最低限度的距离,安全距离,算式,S （KT） C,S 从最大动作区域到光幕检测区域之间的最小安全距离（mm） K 身体的接近速度。（步行速度）（mm/秒） T 全系统的停止动作时间（秒） C 对应光幕分辨率的追加距离（mm）,接触,57,安全继电器 安全继电器单元,58,安全继电器用于何处？,安全电路,安全继电器,59,强制导向装置接点结构（EN50205）,安全 继电器,一般继电器,60,为什么需要安全继电器单元,如何设计安全回路呢？需要2个安全冗余回路（包括输入、控制和输出）2个安全回路具有故障自检功能（机器启动前2个安全回路全部断开状态）如果发生输入短路或绝缘引起的接地故障机器不能突然启动,这样设计电路,61,安全继电器单元,62,安全继电器单元的内部结构,安全回路的构成,63,继电器单元回路实例,安全输入设备,安全继电器单元,接触器,马达 控制器,安全回路,控制回路,运行准备信号,运行信号,安全继电器单元是安全回路的需要！,64,THE END,
