GB 16655-1996 工业自动化系统 集成制造系统安全的基本要求

中华人民共和国国家标准工业自动化系统集成制造系统安全的基本要求国家技术监督局批准实施本标准等效采用工业自动化系统集成制造系统的安全基本要求主题内容与适用范围本标准规定了集成制造系统安全的基本要求准则本标准提出了集成系统的设计构成安装编程操作维护使用修理等阶段有关安全的要求和建议见图本标准不包括单台设备的安全要求图基本集成制造系统典型安全防护系统引用标准安全色安全标志工业机器的电气设备工作系统设计的人机工程学原则操作型工业机器人词汇操作型工业机器人安全机械安全紧急停机设备术语屏障危险区的物理边界示警屏障用物理接触报警表示靠近将有或必有危险的一种辅助装置或屏障物控制停机通过将命令信号降为米停止机器运转一旦信号被确认运转立即停止但在停机期间机器的执行器仍保持供电状态使能装置一种手动操作装置这种装置仅当在一个位置连续地操作时才允许危险性的功能存在但并不会启动而在其他任何位置时危险功能都被安全地停止防护装置一种专门用来起防护作用的物理遮挡式机械部件按其结构可以分为防护罩防护盖防护屏防护门围栏等危险可能导致人身伤害或危及人体健康的根源危险区区域空间机器内部或机器周围对健康有害或人体会受到伤害的任何区域危险状况条件运动会对人造成危险的任何状况握持运行控制装置一种手动启停控制装置这种装置只有当用手将其保持在启动位置时才能使机器保持运转一旦手离开时立即自动恢复到停止位置集成制造系统由两台或多台工业机器组成并正常连接在一起的系统该系统以协调方式进行工作由一台监控器或可编程控制器控制用于离散零部件加工联锁装置与防护装置并用在特定条件下通常指防护装置未关闭防止系统部件运转的装置通常有机械的电的或其他类型的限位装置一种防止系统或系统部件动作超过设计极限的装置局部控制系统或系统的一部分处于由各台单机的控制台或悬挂式操作盒对其进行操作的状态闭锁隔能装置上的一种锁定装置放在或位置时表明在解锁前隔能装置或设备正在受控不得操作暂停在正常运行中将安全防护装置的保护功能暂时地自动停止操作停机在工作过程的某一点上一旦进行至该点加工过程便立即停止的动作悬挂式操作盒连接到控制系统的一种装置用以对系统或系统的一部分进行编程或驱动风险一个具体危险状态造成人身伤害的概率及其对人身伤害的程度保护装置降低风险的装置防护装置以外的可单独使用或同防护装置联合使用安全防护装置用于保护操作人员避免已出现或可能出现的危险的防护装置或保护装置安全防护采用各种安全装置等专用安全技术手段以保护工作人员免遭在设备设计上不能彻底排除或完全避免的危险安全防护空间由安全防护装置所确定的空间安全操作规程一种专门的规程用以在执行指定任务时减少遭受伤害的可能性任务程序为制造系统的专项作业而规定的动作和辅助功能的指令集这类程序一般由用户编制跳闸装置当人或其身体的一部分越过安全限制时使系统或系统部件停机的装置故障查找顺序地判断系统或系统的某个部分不能执行预定任务或功能的原因的行为非控制停机切断引起故障条件的机械传动装置的电源使机器停止运动此时所有的制动器和其他停机装置全部动作安全对策总则本章规定对一个系统确定安全要求的综合对策这个对策将设计阶段采取的措施和要求用户执行的措施结合起来考虑首先是在保证系统具有能够接受的性能水平的前提下考虑系统设计中的安全对策这包含以下几项规定系统的极限参数见制订安全对策见具体列出所有的危险见评估有关风险见消除危险或尽最大可能限制风险如果采用以上措施仍不可能将风险减小到能接受的程度则在设计阶段必须考虑安全防护措施这些措施必须是保持系统的灵活性而不减少系统的安全性此外还必须提供那些难于识别的危险的有关信息例如编写说明书及警告标记系统技术要求系统技术要求至少应包括以下方面功能描述总体布局和或模型不同工作过程和手动操作相互联系的评述包括手动交互作用在内的过程顺序分析与传送装置或传输线之间接口的描述过程流程图设备基础方案上料和下料装置的配置方案上下料所需的空间的确定有用的事故记录相似系统安装的研究设计者要有一个关于在现场中可能出现的人员的活动的规范化的书面意见特别是参观出现与操作无关的第三者过程控制与监视工件装卡由操作者手动控制的设备检查验收无需拆卸的调整和人工干预安装故障查找维护基于上述可使设计者制订出相应的基于以下事项的工作程序分析其他机组的过去及比较近期的有关情况对生产性变化的影响的允许度设备磨损产品尺寸的改变等今后系统工作上有关系的人员介入系统设计准则除功能描述外在设计准则表中还必须考虑确保安全操作所有的必要要求包括有效地减少列在中的各种危险的保护措施这样系统设计才能最大限度地减少工程脱节现象相应的步骤要求有对人机接口的集成先期确定在系统的各种工位时间空间先期考虑单机工作时的分断方式环境状况的考虑空气质量光照条件噪音等系统设计不仅是其工作性能的设计还必须从使用和操作观点来考虑项目的组织在规划设计和建造集成制造系统中各项安全措施特别是有关各单机之间的相互作用的安全措施必须协调一致这也适用于由不同供应商提供的分系统和或单台设备组成系统的场合需协调的工作阶段包括例如规划设备选购设备交付和总成安装方法和试验步骤分项验收及总验收以完工单形式对系统的交付系统验证试车包括任何缺陷的校正和故障排除可维修性人机工程因素安全对策的应用集成制造系统必须按照风险评估见设计并防护使其确保能够正常发运安装以及正确安全地使用和维护为此要考虑人为因素工作任务可能发生的事故和生产方法等之间的关系还必须考虑诸如噪音有害物质高温低温辐射以及物理运行环境的其他有害影响以免造成对人身健康的损害系统或系统部件供应商必须说明对物理环境的条件和外部电源的要求以及如何连接以保证正常运行用户应该保证满足这些条件或者提供替代手段并保证系统在按照技术条件要求的环境条件下运行设计与开发在单机分系统和全系统的开发中一切有关安全的知识和经验都必须考虑以便运用这些知识和经验避免人身事故和对健康的危害或把其降低到一个可接受的水平这包括全系统分系统以及单机的可见性特别是在正常的操作员位置上必须能充分地观察到生产流程和机器运行情况有时可辅以附加手段如电视监视操作和维护人员的正常位置必须易于出入而且要处于危险区域之外需要定期保养的部件如加油点定位机构也要尽量安排在危险区之外优先采用无危害器件消除或减少危害以达到所要求的安全水平其次是通过改进工艺或过程顺序以获得更低的风险水平手动启停控制的设置方式必须做到明确地标志出了与之相关的危险区域安全防护凡按照中所述的措施不能或不完全能将风险减少到可接收的水平时应按第章提供安全防护装置增加的这些安全防护装置后不得使系统的操作和维护不必要的复杂化并必须保持全系统分系统和单机连接的清晰布局依据系统的设计和使用可以使用一个单一的安全防护装置也可使用几个不同的安全防护装置的组合根据标识出的危险来选择安全防护装置安全防护措施应对所有操作模式保持有效见中关于特定条件下安全防护的暂停警告标记和个人防护用具在和中所述的一些措施在不能或仅部分能够起作用的场所警告装置的警告标记应能表示难以防范的危险的出现下面的一些危险可能是难以防范的意外动作所引起的危险意外的能量效应如超压拉伸旋转超重噪声热低温辐射所引起的危险危险物质泄漏所引起的危险在必要的场所应规定个人使用的防护用具危险识别危险可能来自以下几个方面系统自身系统与其他机器或装置的相互作用系统所在的物理环境操作人员和系统的相互作用一些危险源的例子是运动机械部件在危险区中单独地或与系统的其他部件或相关设备的正常运行意外运行状态如机械部件跌落机器倾斜电源能量积累干扰电干扰如电磁干扰静电放电射频干扰机械干扰如振动冲击有害气体和物质易爆易燃性的腐蚀性的辐射性的如电离或热失效或故障防护设施失效包括被挪动拆除或弃置部件装置或线路故障电源或能源故障包括脉动或扰动信息传输故障人为差错设计制造或修改中的差错操作系统应用软件和编程中的差错使用和操作中的差错装卡差错包括工件放置夹持刀具装卡等管理或用法差错维护和修理差错文件编写和培训说明书差错人机工程因素采光振动噪音气候条件操作员控制站的设计布局风险评估风险的评估是作为确定安全目标和安全措施的基础而进行的风险必须降低到一个可接受的水平为此本条对制订程序和计划提供这方面的指南以便建立一个安全的工作环境确保人身安全和健康要把各种已经意识到的危险的风险都做评估并且确定合理的安全措施及实施方案以便把风险减小到最低程度要查明各单台装置的各单台装置之间交互作用的系统运转部件的以及全系统的一切设定的运行方式条件下的危险包括正常安全防护措施暂停使用的状态如编程校验故障查找维护或检修等此要求也适用于对系统的改造对于正常运行条件中显然人工干预也作为生产过程的一部分时运行风险同样要进行评估如果存在危险则正常生产就应避免人工的干预对于显然必需人工直接干预的局部生产过程的风险也要考虑如清除阻塞装卡编程示教故障查找维护等应认识到在某些情况下正常的控制顺序以及某些甚至全部正常安全防护装置可能暂停在此种情况下必须投入备用的安全系统作为对局部的控制和安全防护的专门保障如闭锁对系统中人员可能进入的每个区域可能发生的危险要有危险标记以便识别人机工程考虑人机接口下列措施设计用来方便自动化系统监视和数据处理运行的直接观察场地的设计要便于与系统敏感点有关的信息的探测应特别重视观测点或观测区的布局可使用反射镜视频系统等辅助观测手段显示信息应能让使用者获得生产循环过程实际状况的全部必要信息全部的关于系统状况的信息应都可从人机接口界面得到应特别重视选定在界面上应显示的信息及可由系统操作员请求读取的信息信息的表达语言要考虑系统操作人员的动作习惯和技术文化对于信息显示的格式和外观要遵守下列要求信号和控制的物理特征应适合于所有操作员的观察和操作能力对给定动作及监测其结果有关的控制和信息的位置应相互靠近信息的组成应能支持诊断即便于识别技术系统的重要配置提供校验显示器可靠性的信息应安排在显示器附近所有装置的颜色缩写螺旋方向图形的朝向等采用的约定要互相一致显示系统的设计应能进行显示系统故障检测及维修装置能力要有裕度以适应生产和用户面的扩展重复通常需要把同一个信息显示在现场上的几个部位上在现场设计阶段要考虑在存储器中用户存入重要事件安装换油偏差偶然事件事故等的可能性存储器中的这些内容便于使用户跟踪系统的历史再者通过不同接口传送的信息应互连尤其是当使用冗余原理时以确保信息的一致性手动操作控制装置手动操作控制装置的设计和安装位置应该是确保从手动控制装置的位置上能看见动力驱动设备的状态确保装置的功能及状态能对操作员明确地定义及显示出来通过确保系统不同控制部件之间的统一使手动操作装置的名称方位等一致控制装置的操作机构的形状尺寸要适当选配以确保车间操作员能正确无误地操作它们任何手动控制装置的动作效果应定义清楚手动控制装置的操作状态必须清晰明显人工干预控制和维护作业划定及安排干预区域以保证足够的动作空间以最小风险执行预定任务特别对以下部位要采取保障措施对系统进行控制和维护作业的动作区域应尽可能避免高度的改变和过长的移动并对交叉部位要采取防范措施对于长时的频繁的或举高作业的干预空间或平台应考虑人身姿态体型环境和作业诸方面问题接口配置中央及分布控制台固定的或移动的配置应能观测到操作部件并能将操作员间通信时间制约及通信障碍的危险减小到最低程度工作区及要求专门监视的现场区域的光照度要适于操作并应注意可见度不受眩光或反光的干扰在某些场合还应提供调整光照条件光的强度和方向的保障设备的吊环或其他起吊装置和或现场成形部件以及专用装卸工具的用法都要便于系统的组装和拆卸主要的手工作业应用人机工程方法和数据资料使操作更加容易并减少干预修理维护检查编程操作等时的人为差错以提高安全水平存在人工干预的各部分的系统部件的设计应考虑人体特征诸如体型姿态体力动作和体能务必要保证操作人员保持正常体位可联络视觉地及口头地标志系统应提供专用标识至少应具有以下信息制造商供应商的名称和地址系统标识适用证书有要求的场合文档要求系统文件应按订货时用户和供应商一致同意的语种编写并至少包括以下内容清楚详尽的系统说明及安装说明包括设备安装和外部电源连接在系统上可见到的标志的