Pilz安全PLC培训教程中文版1

Chapter1HansXuSeniorApplicationEngineer
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机械安全机械安全机械安全机械安全－－－－－－－－定义定义定义定义机械安全使用说明书规定的预定使用条件下（有时，在使用说明书中给定期限内）执行其功能和在运输、安装、调整、拆卸和处理时不产生伤害或危害健康的能力。什么是机械的安全性什么是机械的安全性什么是机械的安全性什么是机械的安全性？？？？事故是什么事故是什么事故是什么事故是什么？？？？事故是什么事故是什么事故是什么事故是什么？？？？一个事故是无法预料的事件，这个事件可能会导致对人身财产或设备的伤害或损毁。什么是危险什么是危险什么是危险什么是危险？？？？什么是风险什么是风险什么是风险什么是风险？？？？
危险：可能损伤或危害健康的起源
风险：在危险情况下，可能损伤或危害健康的概率和程度的综合拖拽拖拽拖拽拖拽、、、、卷入卷入卷入卷入
机械安全机械安全机械安全机械安全－－－－－－－－机械导致的危险机械导致的危险机械导致的危险机械导致的危险碾压碾压碾压碾压、、、、切割切割切割切割
机械安全机械安全机械安全机械安全－－－－－－－－机械导致的危险机械导致的危险机械导致的危险机械导致的危险剪切剪切剪切剪切
机械安全机械安全机械安全机械安全－－－－－－－－机械导致的危险机械导致的危险机械导致的危险机械导致的危险碰撞碰撞碰撞碰撞、、、、冲击冲击冲击冲击
机械安全机械安全机械安全机械安全－－－－－－－－机械导致的危险机械导致的危险机械导致的危险机械导致的危险碰撞碰撞碰撞碰撞、、、、冲击冲击冲击冲击
电的危险：电击，热辐射等
热源导致的危险：灼伤，烫伤
噪声：失聪
机械安全机械安全机械安全机械安全－－－－－－－－机械导致的危险机械导致的危险机械导致的危险机械导致的危险
噪声：失聪
气体冲击
等等事故是如何发生的事故是如何发生的事故是如何发生的事故是如何发生的？？？？人的不安全行为人的不安全行为人的不安全行为人的不安全行为（如违章、违规操作）和物的不安全状态物的不安全状态物的不安全状态物的不安全状态（如控制器件失效、机器误动作等）。任何一台机器都存在危险。一台安全的设备、或采用安全保护和控制措施的生产过程能够避免事故的发生。安全门开关失效安全门开关失效安全门开关失效安全门开关失效，，，，控制器失效控制器失效控制器失效控制器失效
机械安全机械安全机械安全机械安全－－－－－－－－事故的发生事故的发生事故的发生事故的发生光栅光栅光栅光栅急停按钮急停按钮急停按钮急停按钮急停按钮急停按钮急停按钮急停按钮安全门安全门安全门安全门安全门安全门安全门安全门安全门安全门安全门安全门启动机器启动机器启动机器启动机器必须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、减少损失。这种手段就是安全系统安全系统安全系统安全系统。安全系统在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护操作期间对生产如何避免如何避免如何避免如何避免物的不安全状态物的不安全状态物的不安全状态物的不安全状态？？？？
机械安全机械安全机械安全机械安全－－－－－－－－安全系统安全系统安全系统安全系统车、出现工艺扰动以及正常维护操作期间对生产装置提供安全保护。一旦当工厂装置本身出现危险，或由于人为原因而导致危险时，系统立即做出反应并输出正确信号，使装置安全停车，以阻止危险的发生或事故的扩散。
安全系统与标准控制系统的关系安全系统与标准控制系统的关系安全系统与标准控制系统的关系安全系统与标准控制系统的关系安全系统的输出&的输出标准控制的输出&控制对象
机器的安全机器的安全机器的安全机器的安全标准概述标准概述标准概述标准概述
安全技术标准被分为如下三个类别安全技术标准被分为如下三个类别安全技术标准被分为如下三个类别安全技术标准被分为如下三个类别：：：：A类标准类标准类标准类标准.=基础标准基础标准基础标准基础标准B类标准类标准类标准类标准.=分类标准分类标准分类标准分类标准C类标准类标准类标准类标准.=产品标准产品标准产品标准产品标准B.=B1=安全方面安全方面安全方面安全方面；；；；B2=安全设备安全设备安全设备安全设备
欧洲机械安全标准体系欧洲机械安全标准体系欧洲机械安全标准体系欧洲机械安全标准体系
机械指令规定了基本安全与卫生要求，同时，又进一步规定了制造商可依据标准标准标准标准来达到指令所规定基本安全与卫生要求。
根据标准的作用和使用范围，欧洲机械安全标准分为三个层次：A类标准－－基础标准如EN1050-1996机械安全风险评价B类标准－－通用（分类）安全标准B类标准－－通用（分类）安全标准如EN954-1机械安全控制系统有关安全部件第1部分设计通则EN574机械安全双手控制装置功能特性、设计原则C类标准－－各类产品安全标准如EN692机械压力机安全
标准为指令实施提供技术支撑，标准规定了实现指令基本要求的方法和措施。
常用常用常用常用A类类类类、、、、B类安全标准类安全标准类安全标准类安全标准
EN1050-1996机械安全风险评价
EN292－1：1991机器安全基本概念与设计通则
EN954-1机械安全控制系统有关安全部件第1部分设计通则
EN/IEC60204机械安全机械电气设备
EN/ISO13894机械的安全控制系统有关的安全部件
EN/IEC61508电气/电子/可编程电子系统的功能安全
EN/IEC61508电气/电子/可编程电子系统的功能安全
EN418紧急制动设备
EN1088与保护装置有关的连锁装置设计和选择原则
部分部分部分部分C类标准类标准类标准类标准
EN12415：2000机床安全小型数控车床和车削中心
EN12417：2001机床安全加工中心
EN12478:2000机床安全大型数控车床和车削中心
EN692：1996机械压力机安全
EN693：2000机床安全液压机
EN1550：1997机床安全工件夹紧用卡盘设计和制造的安全要求
EN1550：1997机床安全工件夹紧用卡盘设计和制造的安全要求
EN12622：2001机床的安全液压弯板机
EN12717：2001机床安全钻床
EN12840：2001机床安全自动或无自动控制的手控车床
EN13128：2001机床安全铣床（包括镗、钻）
EN1050风险评估的标准风险评估的标准风险评估的标准风险评估的标准剩余的风险没有采用安全措施时的风险危险可接受的风险安全剩余的风险时的风险风险必须要减少的风险真正的风险减少S1风险评估等级B1234
安全技术标准安全技术标准安全技术标准安全技术标准：：：：EN954–1风险评估风险评估风险评估风险评估S_伤害的程度:1=轻伤2=重伤或死亡F_面临危险的时间和频率:1=从无到经常发生P1P2P1P2F1F2S1S21=从无到经常发生2=从经常发生到持续发生P_避免危险的可能性:1=在特定条件下可能2=几乎不可能
常用安全标准比较常用安全标准比较常用安全标准比较常用安全标准比较DINV19250AKEN954-1CategoryIEC61508SIL1/2B2/31/214324325/643748DIN:德国最大的具有广泛代表性的公益性标准化民间机构。
风险评估风险评估风险评估风险评估、、、、风险减少风险减少风险减少风险减少示例示例示例示例机器人单元
调试模式下，PLC控制机械手以较慢的速度运行，会对操作人员造成较小的伤害。运行操作模式下，速度较快，会对人员造成严重的伤害。
每一个工作循环，操作人员需要把金属加工件放入剪板机。金属加工件被剪切为2部分，同时机械手取走需要的部分。
当操作人员放入金属加工件时，需要将手直接放入剪板机之下。
风险评估风险评估风险评估风险评估、、、、风险减少风险减少风险减少风险减少示例示例示例示例A剪板机部分
能够切断手/手臂，导致致命的伤害。
操作人员每天工作8小时，需要手动地把金属加工件放入剪板机轧刀下，平均5秒就需拿一次加工好的工件。
剪板机轧刀的剪切速度约为0.5秒；且操作人员在8小时内几乎持续地工作。剪板机轧刀部分剪板机轧刀部分剪板机轧刀部分剪板机轧刀部分机械手机械手机械手机械手P1P2P1P2F1F2S1S2风险评估等级B1234
风险评估风险评估风险评估风险评估、、、、风险减少风险减少风险减少风险减少示例示例示例示例B机械手部分
能够导致严重的、不可恢复伤害。
操作人员需要清洗工作单元，频率为每天一次，每次历时10分钟。
由于不是长时间处在一个工作环境中，不易造成麻痹且机器人手臂的移动速度为1m/s。剪板机轧刀部分剪板机轧刀部分剪板机轧刀部分剪板机轧刀部分机械手机械手机械手机械手P1P2P1P2F1F2S1S2风险评估等级B1234GateclosedK1H1可否使用普通继电器作为安全控制模块可否使用普通继电器作为安全控制模块可否使用普通继电器作为安全控制模块可否使用普通继电器作为安全控制模块？？？？+24VK1contactorMMK1H1PilotofauxiliaryrelayGateopenK1H1Fault可否使用普通继电器作为安全控制模块可否使用普通继电器作为安全控制模块可否使用普通继电器作为安全控制模块可否使用普通继电器作为安全控制模块？？？？+24VK1contactorMMK1H1PilotorauxiliaryrelayFault
可否使用普通可否使用普通可否使用普通可否使用普通PLCPLCPLCPLC作为安全系统的硬件作为安全系统的硬件作为安全系统的硬件作为安全系统的硬件？？？？一般来讲，不能选用普通PLC作为安全系统的硬件，这是因为当它失效时，其输出不能保证是处于定义的安全状态。24VDC来自来自来自来自CPU的信号的信号的信号的信号短路导致危险状态短路导致危险状态短路导致危险状态短路导致危险状态0V
EN954EN954EN954EN954----1111安全等级安全等级安全等级安全等级BBBB和和和和1111级应用实例级应用实例级应用实例级应用实例B1234S1S2F1F2P1P2P1P2F2P2等级要求摘要风险评估安全原则B控制器的安全相关部分的选择必须根据最新的技术，并且可以承受预期的运行强度，能够承受运行过程中工作介质的影响和相关外部环境的影响。一个故障可以导致安全功能的丢失一些故障依然不会被监测出来通过元器件和安全原理的选择。1在等级B的基础上，必须使用具有安全功能保证的元器件和原理如同等级B,但在安全功能上更加可靠EN954EN954EN954EN954----1111安全等级安全等级安全等级安全等级BBBB和和和和1111级应用实例级应用实例级应用实例级应用实例
强制断开功能强制断开功能强制断开功能强制断开功能标准继电器具有强制断开型触点的继电器
强制断开功能强制断开功能强制断开功能强制断开功能标准继电器具有强制断开型触点的继电器
强制断开功能强制断开功能强制断开功能强制断开功能标准继电器具有强制断开型触点的继电器B1234S1S2F1F2P1P2P1P2
EN954EN954EN954EN954----1111安全等级安全等级安全等级安全等级2222级应用实例级应用实例级应用实例级应用实例P22符合等级B的要求，并且使用适当的、可靠的安全设计法则:在机器启动的时候，执行一个安全检测功能安全检测功能安全检测功能安全检测功能，若有必要可以周期性的执行该检测功能只有系统是安全的，机器才能够启动...通过一个频繁的检测，故障可以被检测出来也就是高等级的安高等级的安高等级的安高等级的安全特性全特性全特性全特性单通道输入使用启动检测功能的控制器件等级基本要求系统特性典型应用
EN954EN954EN954EN954----1111安全等级安全等级安全等级安全等级2222级级级级B1234S1S2F1P1P2
EN954EN954EN954EN954----1111安全等级安全等级安全等级安全等级3333级级级级S2F1F2P2P1P2等级基本要求系统特性