保障石化设备安全运行有效方法

篇2：设备试运行质量控制规程

设备安装经检验合格后,还必须进行试运转,这是确保设备配套投产正常运转的重要环节。

(一)设备试运行条件的控制

设备安装单位认为达到试运行条件时,应向项目监理机构提出申请。经现场监理工程师检查并确认满足设备试运行条件时,由总监理工程师批准设备安装承包单位进行设备试运行。试运行时,建设单位及设计单位应有代表参加。

生产设备试运行条件有以下五点:(1)设备及其附属装置、管路等全部施工安装完毕,施工记录及质量控制资料齐备,并经监理工程师检查符合要求;(2)需要的能源等符合试运行的要求;(3)大型、复杂、精密仪器,试运行方案或操作规程已由安装单位编制完成,并经总监理工程师及建设单位审查批准;(4)参加试运行的施工人员熟悉设备的构造、性能、设备技术文件,掌握操作规程及试运行操作,安装单位完成了相关的技术交底;(5)经现场检查设备及周围环境已清扫干净,设备附近没有粉尘或噪声较大的作业。

[例题]设备安装完成后,需在设备安装单位自检达到试运行条件以及现场监理工程师检查并确认满足设备试运行条件后,经总监理工程师批准进行试运行。应参加试运行的单位有()。(2005年考题)

A.建设单位B.设计单位C.生产单位

D.安装单位E.监理单位

【答案】A.B.D.E

解析:本题考核知识点是设备试运行条件的控制,设备安装完成后,经设备安装单位自检达到试运行条件和现场监理工程师检查并确认满足设备试运行条件时,经总监理工程师批准安装承包单位进行试运行。应参加试运行的单位应有建设单位及设计单位参加。故应有A.B.D.E四单位参加。

(二)试运行过程的质量控制

监理工程师在设备试运行过程的质量控制主要是监督安装单位按规定的步骤和内容进行试运行。

1.设备试运行的步骤及内容

一般中小型单体设备如机械加工设备,可只进行单机试车后即可交付生产。对复杂的,大型的机组、生产作业线等,特别是化工、石油、冶金、化纤、电力等连续生产的企业,必须进行单机、联动、投料等试车阶段。

试运行一般可分为准备工作、单机试车、联动试车、投料试车和试生产四个阶段来进行。前一阶段是后一阶段试车的准备,后一阶段的试车必须在前一阶段完成后才能进行。

大型项目设备试运行的顺序,要根据安装施工的情况而定,但一般是公用工程的各个项目先试车,然后再对产品生产系统的各个装置进行试车。试运行中,应坚持下述的5步骤:

(1)先无负荷到负荷。

(2)由部件到组件,由组件到单机,由单机到机组。

(3)分系统进行,先主动系统后从动系统。

(4)先低速逐级增至高速。

(5)先手控、后遥控运转,最后进行自控运转。

2.设备试运行过程的质量控制

监理工程师应参加试运行的全过程,督促安装单位做好各种检查及记录,如:传动系统、电气系统、润滑、液压、气动系统的运行状况,试车中如出现异常,应立即进行分析并指令安装单位采取相应措施。

[例题]设备安装检验合格后,经确认满足设备试运行条件,设备安装单位可进行设备试运行,试运行应由()批准。(2007年考题)

A.专业监理工程师B.安装单位项目负责人

C.设备供应商D.总监理工程师

答案:D.

解析:设备安装单位认为达到试运行条件时,应向项目监理机构提出申请。经现场监理工程师检查并确认满足设备试运行条件时,由总监理工程师批准设备安装承包单位进行设备试运行。

篇3：石化企业动火作业安全事故对策

石油化工企业目前正向着生产装置大型化方向发展,生产从原料的投入到产品的产出,要经过多道工序和复杂的加工单元,辅助供热、供水、供风、供电系统庞大。生产过程中使用的炉、塔、罐、槽、压缩机、泵等设备,以管道相连通,从而形成了工艺复杂、工艺流程长的生产线。生产过程中各工序之间一环扣一环,紧密相连,互相制约,具有高度的连续性;随着计算机技术、控制技术、通信技术的应用,生产装置自动化程度也越来越高。特别是在石油化工行业;生产过程具有高温、高压、易燃、易爆、有毒、有害、腐蚀性强等许多潜在的危险因素,安全生产难度也越来越大,尤其在生产、抢修、检修过程中,免不了要进行动火作业。动火作业过程中,如有一点防范措施不到位,就容易发生火灾、爆炸、中毒等事故。

一、明火作业发生事故的原因分析

动火本身就是一个明火作业过程,无论是焊接还是切割,都经常接触到可燃、易燃、易爆物质,同时多数是与压力容器、压力管道打交道,危险性很大。发生事故的原因主要有以下几个方面:

1.动火设备内部本身存在易燃、易爆、有毒、有害物质,没有进行全面吹扫、置换、蒸煮、水洗、抽加盲板等程序处理,或虽经处理而达不到动火条件,没有进行分析或分析不准,而盲目动火,引发火灾、爆炸事故。

2.气焊、气割动火所用的乙炔、氧气等都是易燃、易爆气体,胶带、减压阀等器具不完好,出现泄漏,易发生燃烧和引起爆炸。

3.在动火作业时,无论是气割、气焊或是电焊,都要使金属在高温下熔化。熔化的金属熔液易到处飞溅,使周围的地漏、明沟、污油井、电缆沟以及取样点、排污点、泄漏点发生火灾、爆炸事故。

4.气焊、气割时所使用的氧气瓶、乙炔瓶都是压力容器,设备本身都具有较大的危险性,如果违反安全规定,使用不当,例如乙炔瓶倒放使用,氧气瓶、乙炔瓶没有防震胶圈,乙炔瓶横卧滚动后马上使用,氧气瓶、乙炔瓶离动火点的安全距离不够10m,或氧气瓶与乙炔瓶之间安全距离不够3m;氧气瓶、乙炔瓶受热或漏气等,都易发生着火、爆炸事故。

5.用电焊时,电焊机不完好或地线、把线绝缘不好,造成与在用设备、管线发生打火现象,甚至有的焊工在附近其他设备、管线上引弧,造成设备、管线击穿,或使设备、管线损伤,留下隐患。有的甚至将接地线连接于在用管线、设备以及相连的钢结构上。

6.用电时,电线或工具绝缘不好发生漏电,或焊I不穿绝缘鞋,在容器内部或潮湿环境作业,造成人员触电,或合闸时,保险熔断产生弧光烧伤皮肤等。

7.监护人员脱离岗位或没有人监护;防范措施落实不到立;环境条件发生变化时如取样、排污、泄漏等没有及时停欠,都容易发生事故。

二、明火作业前应采取的安全对策

1.从事焊割作业人员、接线电工要经过严格的专业培训,掌握一定的安全知识、安全技术和操作规程,经技术监督部门、安全部门考试合格,取得合格证后方可上岗。

2.严格执行动火管理制度和审批手续。

3.检修或危险性大的动火项目,,要制定出完整的安全施工方案,报请有关部门和有关领导审批,批准后要组织有关人员学习、掌握要点。向参与的作业人员进行"五交",即交施工任务、交安全措施、交安全检修方法、交安全注意事项、交应遵守的有关安全规定。

4.要落实项目负责人、监护人,落实各种防范措施,看是否到位,逐一进行检查。

5.动火前必须办理动火申请手续,经单位领导同意和安全部门、消防部门检查、分析合格、批准办好动火证,签字认可后方可进行动火。要做到"三不动火"即;没有动火证不动火;防火措施不落实不动火;监护人不在现场不动火。

6.动火人拿到批准的动火证后,应检查动火部位和防火措施是否落实,如没有落实,动火执行人要拒绝动火。禁止拿到动火票证后,不闻不问不看,盲目动火。

7.动火审批人员要考虑的几个问题:

(1)动火执行人所使用的工具、设备是否处于完好状态。

(2)动火设备本身是否残存易燃、易爆、有毒、有害物质,取样分析、测爆结果是否合格,是否留有死角,是否加好了盲板进行了隔离。

(3)动火周围环境是否合格。地漏、污油井、地沟、电缆沟是否按要求进行了封堵;放空阀、排凝阀及周围(最小半径15m)是否有泄漏点。

(4)动火审批人员要严格把关,审批前要深入动火地点查看,确认无火险隐患后方可批准。

明火作业过程中,要强化动火监护人的特殊作用

监护人应由动火所在生产单位指派责任心强、熟悉工艺流程,了解介质的化学、物理性能,会使用消防器材、防毒器材的人员担任。动火前要按照动火票证检查动火措施的落实情况,随时扑灭动火飞溅的火花。发现异常情况,应立即通知动火执行人停止动火作业,及时通知有关人员采取措施。监护人必须坚守岗位,不准脱岗。在动火期间不准兼做其他工作。动火作业完成后,要会同其他施工人员清理现场,清除残火,确认无遗留火种后方可离开。

四、电焊作业时必须采取的安全措施

为防止触电,电焊工所用焊把必须绝缘;电缆线、地线、把线必须绝缘良好,不破皮,防止受外界高温烘烤;过路要加保护套管,防止被过往车辆轧坏;在金属容器内或潮湿环境作业,应采用绝缘衬垫以保证焊工与焊件绝缘;电焊工不应携带焊把进出设备;禁止将接地线连接于在用管线、设备以及相连的钢结构上,以防产生静电,引起火灾;禁止在设备和无关的管线上引弧。防止把线、地线在其他无关的管线、设备上打火,’击穿击伤管线、设备。防止在施工中踩断其他管线。高空作业要办理登高证。进入容器要办理进入容器许可证。

五、气割和气焊时必须采取的安全措施

在使用气割和气焊时要注意氧气瓶及器具不得沾上油脂、沥青类物质,避免与高压氧气接触发生燃烧。保证氧气瓶、乙炔瓶离动火点的安全距离大于10m;或氧气瓶与乙炔瓶之间的安全距离大于3m;乙炔瓶应立放,禁止卧放,以防丙酮随气体带出发生爆炸。严禁铜、银、汞类物质与乙炔接触,以防发生爆炸。使用的胶管不得有漏气、破裂、鼓泡等现象,避免让高温工件烧破带子发生着火。使用中发生回火要及时切断乙炔气。严禁暴晒,使瓶内压力升高。冬季乙炔管冻结时,禁止用火烤或用氧气吹。乙炔瓶的易熔塞应朝向无人六、动火作业还应注意的其他问题作业人员没有穿戴好合格的劳保用品不允许动火;属于防火防爆区的动火,未办理动火审批手续的不准擅自动火动火执行人不了解动火现场周围情况,不能盲目动火;没有防止火星飞溅措施的不准动火;不准在有压力的设备、管线上动火;焊工没有证的,又没有正式焊工在场进行技术指导时,不能动火。抽加盲板时要注意做好防护,防止中毒、烫伤事故发生。动火时要保持消防道路畅通,避免物料、机具占据消防通道。必要时请消防人员现场监护,对检测结果边行复验。

篇4：矿井主提升机安全运行知识

1.防爆电气设备

火灾和爆炸危险环境使用的电气设备,结构上应能防止由于在使用中产生火花、电弧或危险温度而成为安装地点爆炸性混合物的引燃源。

(1)防爆电气设备选用的一般要求

①在进行爆炸性环境的电力设计时,应尽量把电气设备,特别是正常运行时发生火花的设备,布置在危险性较小或非爆炸性环境中。火灾危险环境中的表面温度较高的设备,应远离可燃物。

②在满足工艺生产及安全的前提下,应尽量减少防爆电气设备使用量。火灾危险环境下不宜使用电热器具,非用不可时应用非燃烧材料进行隔离。

③防爆电气设备应有防爆合格证。

④少用携带式电气设备。

⑤可在建筑上采取措施,把爆炸性环境限制在一定范围内,如采用隔墙法等。

(2)电气设备防爆的类型及标志

防爆电气设备的类型很多,性能各异。根据电气设备产生火花、电弧和危险温度的特点,为防止其点燃爆炸性混合物而采取的措施不同分为下列八种型式:

①隔爆型(标志d):是一种具有隔爆外壳的电气设备,其外壳能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播。适用于爆炸危险场所的任何地点。

②增安型(标志e):在正常运行条件下不会产生电弧、火花,也不会产生足以点燃爆炸性混合物的高温。在结构上采取种种措施来提高安全程度,以避免在正常和认可的过载条件下产生电弧、火花和高温。

③本质安全型(标志ia、ib):在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物。这种电气设备按使用场所和安全程度分为ia和ib两个等级。

ia等级设备在正常工作、一个故障和二个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物。

ib等级设备在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物。

④正压型(标志p):它具有正压外壳,可以保持内部保护气体,即新鲜空气或惰性气体的压力高于周围爆炸性环境的压力,阻止外部混合物进入外壳。

⑤充油型(标志o):它是将电气设备全部或部分部件浸在油内,使设备不能点燃油面以上的或外壳外的爆炸性混合物。如高压油开关即属此类。

⑥充砂型(标志q):在外壳内充填砂粒材料,使其在一定使用条件下壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热均不能点燃周围爆炸性混合物。

⑦无火花型(标志n):正常运行条件下,

不会点燃周围爆炸性混合物,且一般不会发生有点燃作用的故障。这类设备的正常运行即是指不应产生电弧或火花。电气设备的热表面或灼热点也不应超过相应温度组别的最高温度。

⑧特殊型(标志s):指结构上不属于上述任何一类,而采取其它特殊防爆措施的电气设备。如填充石英砂型的设备即属此列。

根据以上介绍电气设备防爆类型标志有d、e、ia和ib、p、o、q、n、s八种型式。按其使用环境的不同,防爆电气设备分为两类、三级:

Ⅰ类:煤矿井下用电气设备,只以甲烷为防爆对象,不再分级;

Ⅱ类:工厂用电气设备。爆炸性气体混合有155种,种类繁多,产品制造时,按MESG(MIC)分为A、B、C三级。

电气设备的防爆标志可在铭牌右上方,设置清晰的永久性凸纹标志“E*”;小型电气设备及仪器、仪表可采用标志牌铆或焊在外壳上,也可采用凹纹标志。在铭牌上按顺序标明防爆型式、类别、级别、温度组别等,这就构成了性能标志。

2.电气线路防爆

电气线路故障,可以引起火灾和爆炸事故。

(1)电气线路的敷设

电气线路一般应敷设在危险性较小的环境或远离存在易燃、易爆物释放源的地方,或沿建、构筑物的墙外敷设。

(2)导线材质

对于爆炸危险环境的配线工程,应采用铜芯绝缘导线或电缆,而不用铝质的。

(3)电气线路的敷设与配线防爆

①当爆炸性气体、蒸气比空气重时,电气线路应在高处敷设或埋入地下。架空敷设时宜用电缆桥架。电缆沟敷设时沟内应充砂,并宜设置有效的排水措施;

②当气体、蒸气比空气轻时,电气线路宜在较低处敷设或用电缆沟敷设。

③敷设电气线路的沟道,钢管或电缆,在穿过不同区域之间墙或楼板处的孔洞时,应用非燃性材料严密堵塞。电缆沟通路可填砂切断。

(4)电气线路的连接

电气线路之间原则上不能直接连接。必须实行连接或封端时,应采用压接、熔焊或钎焊,确保接触良好,防止局部过热。线路与电气设备的连接,应采用适当的过渡接头,特别是铜铝相接时更应如此。

(5)导线允许载流量

绝缘电线和电缆的允许载流量不应小于熔断器熔体额定电流的1.25倍和自动开关长延时过流脱扣器整定电流的1.25倍。

3.隔离和间距

隔离是将电气设备分室安装,并在隔墙上采取封堵措施,以防止爆炸性混合物进入。将工作时产生火花的开关设备装于危险环境范围以外(如墙外);采用室外灯具通过玻璃窗给室内照明等都属于隔离措施。将普通拉线开关浸泡在绝缘油内运行,并使油面有一定高度,保持油的清洁;将普通日光灯装入高强度玻璃管内,并用橡皮塞严密堵塞两端等都属于简单的隔离措施,但这种措施只用作临时性或爆炸危险性不大的环境。

(1)户内电压为10kV以上、总油量为60kg以下的充油设备,可安装在两侧有隔板的间隔内;总油量为60~600kg者,应安装在有防爆隔墙的间隔内;总油量为600kg以上者,应安装在单独的防爆间隔内。

(2)10kV及其以下的变、配电室不得设在爆炸危险环境的正上方或正下方。变电室与各级爆炸危险环境毗连,最多只能有两面相连的墙与危险环境共用。

(3)10kV及其以下的变、配电室也不宜设在火灾危险环境的正上方或正下方,也可以与火灾危险环境隔墙毗连。

(4)变、配电站与建筑物、堆场、储罐应保持规定的防火间距,且变压器油量越大,建筑物耐火等级越低及危险物品储量越大者,所要求的间距也越大,必要时可加防火墙。

(5)为了防止电火花或危险温度引起火灾,开关、插销、熔断器、电热器具、照明器具、电焊设备和电动机等均应根据需要,适当避开易燃物或易燃建筑构件。

(6)10kV及其以下架空线路,严禁跨越火灾和爆炸危险环境;当线路与火灾和爆炸危险环境接近时,水平距离一般不应小于杆柱高度的1.5倍。

4.接地

主提升机的电气设备的金属外壳应可靠地接地(或接零),以便在发生相线碰壳时迅速切断电源,防止短路电流长时间通过设备而产生高温发热。

篇5：设备自动化安全生产的有利保障

随着产能的不断提升,汽车生产企业对设备自动化程度的要求越来越高,在将机器设备的使用安全题目暴露在人们眼前的同时,也促进了安全自动化技术的发展进步。

汽车产业最大的特点是大规模批量生产,因此,一直以来,制造商都非常重视汽车制造过程中的安全与保护题目。既要能够保证机器设备的安全和可靠性,又要能够保证其灵活性和易维护性,这对安全元器件的正确、公道的设计及选择提出了一定的要求。

使用安全控制模块的原因

安全控制系统必须能够提供一种高度可靠的安全保护手段,最大限度地避免机器的不安全状态,保护生产装置和人身安全,防止恶性事故的发生,降低故障损失。该系统在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护操纵期间对机器设备提供安全保护。当机器设备本身出现危险或由于人为原因而导致危险时,安全控制系统须立即做出反应并输出正确信号,使机器安全停车,以阻止危险的发生或事故的扩散。

一套安全控制系统由安全输进信号(即安全功能,如紧急停止信号、安全门信号等)、安全控制模块(如安全继电器、安全PLC)和被控输出元件(如主接触器、阀等)三部分组成。

在国内,相当一部分具有安全要求的机器中,使用普通继电器或PLC作为控制模块,用来对安全功能进行监控。从表面上看,这样的机器在一定条件下也能够保证安全性。但是,当普通的继电器和PLC由于自身缺陷或外界原因导致功能失效时(如触点熔焊、电气短路、处理器紊乱等故障),就会丧失安全保护功能,引发事故。

而对于安全控制模块,由于其采用冗余、多样的结构,加之具有自我检测和监控、可靠电气元件、反馈回路等安全措施,保证其在本身缺陷或外部故障的情况下,依然能够保证安全功能,并且可以及时地将故障检测出来。从而最大程度地保证了整个安全控制系统的正常运行,保护了人和机器的安全。

汽车制造业的安全要求

众所周知,现代汽车的制造分为冲压、焊装、涂装和总装四大工艺,再加上动力总成就组成了整车生产的5个密不可分的生产流程。

汽车制造业需要运用到各种各样的设备和技术,如数控机床、冲压设备、机器人控制、传送和传输装置等。根据不同应用和其本身的风险程度,这些设备有着不同的安全要求。通常,我们可以参照文中表所示的欧洲标准进行设备的设计。这些标准中,现在比较常用的有EN954-1(此标准将被ENISO13849替换)。其中,图1所示图表常被用于机械的等级判定。

图1EN954-1标准中,常被用于机械等级判定的图表

EN954-1中的等级分为B、1、2、3、4,分别由低到高。我们以冲压车间中的压机设备为例,经过分析,由于压机滑块会对职员造成重伤或死亡的危害,我们选择S2;工作职员需要将加工件放进压机之下进行加工,连续工作12h,也就是说,操纵职员需要经常面临此危险,所以我们选择F2;而滑块着落的时间远远短于职员的反应和动作时间(即职员几乎不可能避免此危险),所以我们选择P2。根据图1,对于压机的工作区域,我们可以得到其安全等级要求为4级。冲压车间为所有车间之中最危险、安全等级最高的生产区域。对于涂装、总装、车身和动力车间,则需要根据设备、加工区域、传送流程的不同分别进行风险评估和等级划分。

Pilz安全控制模块(见图2)

图2Pilz的安全控制模块产品

在确定了设备的安全等级之后,相应安全区域的安全控制电气回路也必须达到与之对应的安全等级。在整个安全控制电气系统中,安全控制模块最为复杂。由于安全控制模块不仅要采集安全输进信号,而且还要根据逻辑要求进行安全的输出控制。安全控制模块不但在自身出现缺陷的情况下依然要能够保持高安全可靠性,同时也要能够检测安全输进信号和被控输出元件的故障,并及时做出公道的反应。在安全控制领域,常用的安全控制模块有安全继电器、安全可编程控制器、安全总线系统。

Pilz紧凑型安全继电器PNOZ*、elog和Sigma系列可以用于控制单一安全功能,适用于小型的安全控制系统。其安全输出通常有继电器触点输出或晶体管输出。无论采用何种形式的输出结构,安全继电器都能够保证至少2个通道进行输出的控制。在一个输出通道出现故障的情况下,另外一个冗余的通道依然能够保证安全继电器的安全功能,并且及时检测出故障通道。

Pilz模块化安全继电器PNOZmulti是一个多功能、可自由配置的模块化安全系统。与其他PNOZ安全继电器不同,PNOZmulti的安全电路可在个人电脑上使用图形配置工具轻松天生。PNOZmulti由一个PNOZm0(1/2)p基础模块和若干个扩展模块组成:基础模块可单独使用,包括20个可连接急停按钮、安全门、双手控制器等所有安全功能的输进点;4个2A容量的半导体安全输出;2个继电器安全输出;一个辅助非安全输出以及4个测试脉冲输出;可以使用扩展模块来达到增加输进输出点、速度监视、现场总线连接的功能。通过基础模块上的RS232接口可以直接向PNOZmulti写进程序,或使用读卡器向SIM智能卡写进程序后插进PNOZmulti运行。

安全可编程控制器适用于中、大型的安全控制系统。Pilz的安全可编程控制器PSS的CPU采用冗余的多处理器结构。各个处理器之间相互监控,一旦出现不一致,立即使控制器处于安全状态,并且发出报警信息;同时,安全可编程控制器对内部的RAM、EPROM、输进输出寄存器等元件进行实时监控,并且采用特殊的测试脉冲对输进信号和输出被控元件进行检测,一旦出现不安全隐患,控制器立即切换至安全保护状态。

Pilz安全总线系统SafetyBUSp则适用于大型、离散式的安全控制系统。其原理是在现有产业现场总线的基础上,采用了一系列的时间检测、地址检测、连接检测和CRC冗余校验等措施,达到高的安全等级。

对于汽车制造业的不同车间和设备,以上安全产品的正确选择、设计和使用,对于本钱的降低、设备的安全可靠性、维护的便易性至关重要。

对于安全功能4个以下的单台设备或流水线,我们可以使用紧凑型安全继电器。例如,在动力车间中的单台数控机床,其安全功能通常包括数个紧急停止按钮、1~2扇安全门,并且安全等级在3级以上。对于这样一个应用,我们可以采用一个紧凑型安全继电器控制所有的紧急停止按钮;再使用1/2个紧凑型安全继电器控制1/2扇安全门。任何一个安全继电器被触发,安全输出都必须切断相关负载(如控制轴运动的变频器或伺服)。

对于安全功能在4~14个的设备或流水线,我们推荐使用模块化的安全继电器PNOZmulti来得到更高的灵活性和更低的本钱。以一条油漆自动化线为例,在此生产区域中,通常包括安装在喷涂区域进出口的2对安全光栅、4/8个安全门、若干个紧急停止按钮、2套屏蔽传感器,并且安全等级在3级以上。当然,我们也可以选用紧凑型的安全继电器来实现以上安全功能,但这种解决方案的本钱较高、接线繁琐、故障诊断困难。而PNOZmulti的应用,不但能够可靠、高效地完成安全功能,并且能够从设计、购买、维护中降低本钱。

对于安全功能在数十个以上或者大部分的安全功能都离散分布的现场,可编程安全系统PSS和安全总线系统SafetyBUSp可以使复杂的安全控制变得简便、清楚。在大型冲压流水线中,PSS和SafetyBUSp都有成功的应用案例。通常,一条冲压流水线高10m、长50m,分为涂油、冲压、剪切等几个工作区域。每个区域都有2扇冲程门和若干的紧急停止按钮;外围还需要有安全光栅保护换模区域;此外冲压机械中还有大量的安全信号(比如上死点、阀信号等)需要接进安全控制系统,并且以复杂的逻辑关系贯串于整个安全控制回路。在这种情况下,PSS安全可编程控制器和SafetyBUSp安全总线系统是最为合适的解决方案。PSS可编程控制器可以简便地实现复杂的逻辑关系。通过SafetyBUSp安全总线可以将分散在现场的安全输进信号通过一根电缆集中至PSS主站进行控制。同时,PSS可以通过普通现场总线(如Profibus、DeviceNET)与现场的其他系统进行通讯。

Pilz安全传感器技术

现在,机器人已被广泛应用于汽车制造领域。在机械手运动的危险区域,我们经常使用安全光栅/光幕、安全扫描仪、安全地毯和防护栅栏,以避免保护工作职员受到机械手的伤害。如图3所示,这个方案使用了3种不同的安全防护技术,2套安全光栅、2个安全扫描仪和大量的防护栅栏被用于2个机械手的危险隔离。而Pilz最新推出的产品SafetyEYE使用一种技术就可以完成以上所有的安全功能,其本钱更低、使用更加灵活。

图3在机械手运动的危险区域,使用了2套

安全光栅、2个安全扫描仪和大量的防护栅栏

安全照相系统的SafetyEYE包含2个相互作用的单元:传感装置包含照相机和分析单元。分析单元用以分析图像信息并且通过一个可编程的安全控制系统提供一个自动化的界面。照相机每秒钟能记录下多个图像信息用于计算目标的物理位置,然后将其与检测区域和警告区域进行比较,根据不同的比较结果可以设定不同的输出,并且可以通过安全的总线系统SafetyBUSp和未来的SafetyNETp进行设置。SafetyEYE是在三维视觉理论的基础上发展起来的,它要形成一个真实空间中目标的图像信息至少需要来自2个角度的信息,就像人的2只眼睛一样,SafetyEYE需要一些传感器也就是一些照相机来保证获取所需的信息。SafetyEYE配置了3个照相机,为的是能够获取所有情况及每个可能的可视和实际情况下的图像信息。人眼之间的间隔能够与SafetyEYE镜头间的间隔相比较。由于所有静态和动态的目标都可以被监控,单个的照相机必须同时采集信息,SafetyEYE的传感装置每秒钟可以采集20个图像信息,通过光纤电缆传输到分析单元,随着单个照相机间的间隔确定也建立起深度效果。灵活的设计使得风景显得相对平坦,例如,对于一个具体的应用,基本间隔间的结构设计、镜头的布局以及照相机的像素都应该作为参考,用以确定最小的可发觉目标的大小。安全照相系统的SafetyEYE的工作原理如图4所示。

图4安全照相系统SafetyEYE的工作原理

对于汽车制造领域中的机器人控制,采用SafetyEYE一套系统即可以实现原先需要3套甚至更多系统才能够完成的安全功能。

我们以总装车间中的涂胶工作站为例,操纵职员需要将一个前挡风玻璃插进到一个装置中,挡风玻璃通过排烟罩壳固定,操纵职员安装真空固定的光、雨传感器,然后在外边沿涂上胶粘剂,从而使得挡风玻璃能够连接到车身上,要完成整个的工作流程,操纵职员必须离开工作站并启动自动模式。这些工作站的大小大约是3m×1m×2m(宽×深×高)。在这样的工作站内,操纵职员的安全保障主要是通过光幕和激光扫描仪来实现的。当有操纵职员进进到工作站时,光幕就会切断所有危险的移动。激光扫描仪用于防止侵进被保护的区域,这意味着,直到人离开危险区域才可以通过脚踏开关或按钮开启工作站。除了单个系统的投资之外,在工厂的工程、安装和调试的过程中也会产生相当的用度,所有的安全元件都必须安装、固定,并且在相应的总线分站上建立独立的记录文档。当然我们也不能忘记在操纵的过程中产生的用度,包括在设定的间隔内重复测试所产生的用度。

现在,我们可以利用SafetyEYE来保护两个互成90°的车间(见图5)。两个车间连接处的检测区域将通过一个系统进行监控。SafetyEYE将被安装在大约4m高处,能够看到两个工厂的高度,对检测区域进行相应的设置。因此,每个工作站被定义为一个检测区域组,这些工作组将会独立于其他的元件单独转换。使用了SafetyEYE之后,其他的安全装置(如激光扫描仪和光幕)就可以拆除了。由于不再需要那些在设备边沿的防护装置,整个工作站变得非常开放,生产设备也可以更好地满足员工对环境的需求。

图5用SafetyEYE保护两个互成90°的车间

结束语

作为第一个安全继电器的发明者,多年来Pilz一直致力于安全自动化技术和标准自动化技术的研究和开发。Pilz的各种产品被广泛应用于汽车制造业,并且获得客户极大的认可。

随着国内对安全生产、以人为本的经营理念的不断认知,国内汽车制造厂商对安全自动化技术的要求在不断进步。Pilz将会继续保持客户至上的公司理念,为国内汽车制造领域的广大用户提供更加可靠、更高性价比、更先进的安全与非安全的整体解决方案。