機(jī)器安全和CE認(rèn)證

2007

02-14

10:16:54

 911

1.引言
機(jī)器的安全性就是指，在機(jī)器安全使用說明書規(guī)定的預(yù)訂使用條件下執(zhí)行其功能和在運(yùn)輸、安裝、調(diào)整、拆卸和處理時(shí)不產(chǎn)生傷害或危害健康的能力。評(píng)估一臺(tái)機(jī)器的優(yōu)劣，除了考慮其自動(dòng)化程度高低外，還應(yīng)該注重該機(jī)器的安全性。從一臺(tái)機(jī)器的設(shè)計(jì)、制造、使用過程中，安全是一個(gè)*的重要內(nèi)容。在西方國家，如歐盟、美國，早已制定出相關(guān)的法律、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，來保護(hù)人和機(jī)器的安全。現(xiàn)今，任何一臺(tái)進(jìn)入歐洲市場的機(jī)器，都必須施加CE標(biāo)志，以證明這臺(tái)機(jī)器符合指令、達(dá)到安全方面的要求。對(duì)于提高國產(chǎn)機(jī)床的競爭能力、突破西方國家的技術(shù)壁壘，機(jī)器的安全必須為我們所重視。

2．為何機(jī)器需要安全
早在1948年，聯(lián)合國大會(huì)就表決通過了一個(gè)通用的人權(quán)宣言，以表明提供安全的工作設(shè)備是雇主道德上的義務(wù)。隨著社會(huì)文明的進(jìn)步，生活水平以及生存狀況的不斷提高，安全已經(jīng)越來越被人們所重視。
從技術(shù)的角度來看，現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，一方面大大提升了機(jī)械的生產(chǎn)能力，另一方面，自動(dòng)化技術(shù)也會(huì)引發(fā)事故。特別實(shí)在一些非正常操作的過程中（如試車、清洗、維修等），一起事故就會(huì)對(duì)操作人員造成嚴(yán)重的傷害。
在機(jī)床的正常操作過程中，以沖壓機(jī)械為例，其作業(yè)傷指事故較多。該行業(yè)曾流行一句話：十個(gè)沖工九個(gè)殘。客觀原因是沖壓機(jī)械滑塊垂直下沖速度極快。以一般100噸液壓沖床為例，滑塊每分鐘往復(fù)次數(shù)為75次，即單程一次只約需0.4秒。采用行程為100毫米進(jìn)行拉伸作業(yè)，若手在模內(nèi)，沖床滑塊下沖傷指的時(shí)間約為0.1秒。而當(dāng)操作者發(fā)現(xiàn)或感覺到滑塊下沖時(shí)，反應(yīng)到大腦，再由大腦指揮手縮回的時(shí)間約為0.2-0.3秒，顯然手是來不及收回的。因此常造成傷指事故。所以安全防護(hù)設(shè)備和安全控制器件的使用（如安全光柵和安全繼電器），可以避免此類傷害事故的發(fā)生。
一臺(tái)安全的機(jī)器可以大大減少事故的成本。在機(jī)器的使用過程中，事故成本好比是一座漂浮的冰山，其10％的部分是在海平面以上，是我們可以看見的，如傷害的成本回復(fù)、雇主的責(zé)任成本。但有90％的部分是在海平面以下，是隱含的事故成本，我們往往所忽視的，如產(chǎn)品損毀、產(chǎn)品延誤、罰款、加班費(fèi)用、停產(chǎn)損失等等。
所以，無論從企業(yè)生產(chǎn)成本的降低，還是從員工工作環(huán)境的提升、減少傷害事故的角度來看，企業(yè)管理者或機(jī)器生產(chǎn)商應(yīng)該意識(shí)到機(jī)器安全的重要性。

3．安全標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)范
隨著機(jī)器的安全越來越被重視，世界上的各個(gè)組織或各個(gè)國家都制定了相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)范。歐盟，作為目前世界上zui大的經(jīng)濟(jì)自由區(qū)，已經(jīng)把對(duì)機(jī)器的安全要求上升到法律的高度――機(jī)械指令98/37/EC。任何進(jìn)入歐盟的機(jī)器，無論是新的或是二手的，都必須符合機(jī)械指令及其他相關(guān)指令的基本要求。
CE 標(biāo)志事歐盟*頒布的、統(tǒng)一再工業(yè)產(chǎn)品上使用的強(qiáng)制性標(biāo)志。CE標(biāo)志是一種產(chǎn)品合格標(biāo)志，產(chǎn)品上施加有CE標(biāo)志，就證明該產(chǎn)品符合歐盟頒布的有關(guān)新方法指令的要求，并已經(jīng)按規(guī)定對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了合格評(píng)定。新方法指令主要是保障人身安全與健康、保障財(cái)產(chǎn)安全方面的要求，所以CE標(biāo)志是一種產(chǎn)品安全合格的標(biāo)志，不具有商業(yè)意義。
機(jī)械指令規(guī)定了基本安全與衛(wèi)生要求，同時(shí)，又進(jìn)一步規(guī)定了制造商可依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來達(dá)到指令所規(guī)定基本安全與衛(wèi)生要求。標(biāo)準(zhǔn)為指令實(shí)施提供技術(shù)支撐，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了實(shí)現(xiàn)指令基本要求的方法和措施。制造商要使其產(chǎn)品符合新方法指令所規(guī)定的基本要求，獲得CE認(rèn)證，的方法就是按照標(biāo)準(zhǔn)來制造產(chǎn)品。常用的一些國家、歐洲和標(biāo)準(zhǔn)有：
?EN 1050-1996 機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
?EN 292－1：1991 機(jī)器安全基本概念與設(shè)計(jì)通則
?EN 954-1 機(jī)械安全控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件第1部分設(shè)計(jì)通則
?EN/IEC 60204 機(jī)械安全機(jī)械電氣設(shè)備
?EN/ISO 13894 機(jī)械的安全控制系統(tǒng)有關(guān)的安全部件
?EN/IEC 61508 主要涵蓋了電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)的功能安全
?EN 418 緊急制動(dòng)設(shè)備
?EN 1088 與保護(hù)裝置有關(guān)的連鎖裝置設(shè)計(jì)和選擇原則
?EN 12415 機(jī)床安全小型數(shù)控車床和車削中心
?EN 12417 機(jī)床安全加工中心
?EN 12478 機(jī)床安全大型數(shù)控車床和車削中心
?GB 5226.1-2002 機(jī)械安全機(jī)床電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件

4．機(jī)器安全控制系統(tǒng)的組成
一臺(tái)機(jī)床的安全控制系統(tǒng)通常由安全輸入設(shè)備、安全控制電氣元件和安全輸出控制來組成。安全輸入設(shè)備有急停按鈕、安全門限位開關(guān)或聯(lián)鎖開關(guān)、安全光柵或光幕、雙手控制按鈕以及需要進(jìn)行安全監(jiān)控的輸入信號(hào)（如上死點(diǎn)和下死點(diǎn)的安全位置信號(hào)）等。安全控制電氣元件包括有安全繼電器、監(jiān)控繼電器、安全PLC和安全總線。安全輸出控制通常則是主回路中的接觸器、繼電器或閥等。這樣一個(gè)安全控制電氣回路的設(shè)計(jì)，必須嚴(yán)格符合該臺(tái)機(jī)床的安全等級(jí)。
不同于輔助回路中的普通中間繼電器或普通PLC，安全繼電器、安全PLC有其特殊的結(jié)構(gòu)。安全繼電器甚至在內(nèi)部出現(xiàn)觸點(diǎn)焊死的故障情況下，也能夠把電源安全的從負(fù)載斷開。同時(shí)通過內(nèi)部冗余、強(qiáng)制斷開觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)、自檢測等功能，檢測內(nèi)部電路和外部輸入和輸出控制回路的故障情況。而安全PLC以多處理器的冗余、相異技術(shù)，并帶有實(shí)時(shí)的自我檢測功能，同樣能夠保證控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

5．Pilz的安*方案
德國Pilz作為安全控制方面的專家，有著數(shù)十年安全控制產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)。產(chǎn)品包括安全控制技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、操作和監(jiān)視桔樹、安全傳感器、安全信號(hào)等，為客戶提供一個(gè)全面的安*方案。
以一臺(tái)小型的沖壓機(jī)床為例，其安全功能有一個(gè)急停按鈕、一扇安全門以及一套雙手按鈕。根據(jù)安全等級(jí)的要求和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定沖壓機(jī)械的安全等級(jí)要求為4級(jí)。其電路設(shè)計(jì)必須采用雙通道輸入控制、可檢測兩個(gè)輸入點(diǎn)間的短路、輸出冗余。對(duì)這個(gè)樣一個(gè)應(yīng)用，使用單個(gè)安全繼電器控制各個(gè)安全功能，再進(jìn)行邏輯硬線連接即可。

如果對(duì)于一臺(tái)中型復(fù)雜的數(shù)控機(jī)床或沖壓機(jī)械，有較多的安全功能（如安全門聯(lián)鎖、安全輸入信號(hào)控制、速度監(jiān)控等），且邏輯功能較為復(fù)雜，那么單個(gè)安全繼電器的控制則有接線繁瑣、成本較高、診斷困難的缺點(diǎn)。而安全PLC的使用，又顯得過于浪費(fèi)。故Pilz 推出了PNOZmulti 模塊化的安全繼電器，來控制4至20個(gè)安全功能的應(yīng)用。該模塊化的安全繼電器的應(yīng)用有以下主要特點(diǎn)：
?可擴(kuò)展，zui多可擴(kuò)展8個(gè)模塊
?可編程，無需特殊的編程語言，簡單的鼠標(biāo)拖拉操作即可完成編程
?可進(jìn)行速度監(jiān)控
?主模塊可單獨(dú)使用，帶20個(gè)輸入，4個(gè)晶體管輸出和2個(gè)繼電器輸出
?可與現(xiàn)場總線通訊
?高性價(jià)

6．總結(jié)
綜上所述，機(jī)械安全不僅有利于生產(chǎn)者的人身安全，也有利于企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，提高機(jī)械產(chǎn)品的整體競爭力。它是每個(gè)企業(yè)家和設(shè)計(jì)者必須考慮的具有較大社會(huì)效益的行為。我們相信，通過國家標(biāo)準(zhǔn)的相繼出臺(tái)和認(rèn)真貫徹實(shí)施、安全理念和安全技術(shù)越來越被人們廣為重視和接受，對(duì)于我國制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，提升國產(chǎn)產(chǎn)品在上的競爭能力，將起到舉足輕重的作用。 ----黃之炯

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