你已經(jīng)聽(tīng)說(shuō)了許多關(guān)于機(jī)器安全網(wǎng)絡(luò)的消息,現(xiàn)在打算如何應(yīng)對(duì)呢?
美國(guó)安全工程師協(xié)會(huì)成員——博世力士樂(lè)的安全專(zhuān)家David Arens說(shuō),將硬件系統(tǒng)視為唯一解決辦法的時(shí)代已經(jīng)一去不復(fù)返了。
羅克韋爾自動(dòng)化的安全網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)經(jīng)理Brian Oulton說(shuō):“對(duì)于安全系統(tǒng)的定義很簡(jiǎn)單——即使這個(gè)系統(tǒng)出了問(wèn)題,它仍然能夠保護(hù)人群、機(jī)器和工廠?!?
負(fù)責(zé)貝加萊工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和銷(xiāo)售的Helmut Kirnstoetter說(shuō):“安全網(wǎng)絡(luò)是指機(jī)器通過(guò)輸入輸出,在物理結(jié)構(gòu)相同和共用網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,處理相同的邏輯得到的。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是,我們可以通過(guò)本地網(wǎng)絡(luò)將所有運(yùn)動(dòng)部件集成到一起。只要按下停止鍵,軟件就輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)使機(jī)器的所有機(jī)軸移動(dòng)到安全位置,并給出反饋信號(hào)表示機(jī)器已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)到安全位置,這時(shí)用戶(hù)才可以開(kāi)啟機(jī)殼門(mén)?!?
羅克韋爾自動(dòng)化的安全系統(tǒng)市場(chǎng)經(jīng)理Kelly Schachenman補(bǔ)充道:“所有安全系統(tǒng)都包含有三個(gè)組成部分:1)安全的輸入或防止檢測(cè)人員誤入危險(xiǎn)區(qū)域的安全傳感器;2)控制流向危險(xiǎn)區(qū)域儀器組件能量的安全驅(qū)動(dòng);3)由安全繼電器和PLS組成的安全的邏輯,這些問(wèn)題決定了為安全系統(tǒng)預(yù)先確定的安全條件是否起作用?!?
通過(guò)機(jī)器控制網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全信號(hào)的目的之一就是減少電纜連線
有多種渠道提供安全培訓(xùn)和相關(guān)資源,請(qǐng)見(jiàn)文章中的URL連接
安全網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵就在這里。對(duì)于通過(guò)機(jī)械化控制網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)到點(diǎn)轉(zhuǎn)換傳輸安全相關(guān)信息的爭(zhēng)論是非常引人注目的。想要達(dá)到不同層級(jí)的機(jī)器安全,就必須正確的安全系統(tǒng)。
這馬上就引出了一個(gè)問(wèn)題,工程師們是怎樣將硬件安全系統(tǒng)擴(kuò)展為安全網(wǎng)絡(luò)型的呢?“安全網(wǎng)絡(luò)”是否是一種可以買(mǎi)到的產(chǎn)品?如同將寫(xiě)著“安全網(wǎng)絡(luò)”的盒子打開(kāi),然后像安裝電視一樣來(lái)安裝它么?
答案自然是否定的。
Oulton指出“僅僅因?yàn)槭褂昧艘幌盗械慕M件,而不知道如何將它們裝配起來(lái)是不能構(gòu)成一個(gè)安全系統(tǒng)的。對(duì)于一個(gè)工程師來(lái)說(shuō),接受必要的培訓(xùn)非常重要?!?
將安全風(fēng)險(xiǎn)最小化
“很不走運(yùn),幾乎每個(gè)人都會(huì)告訴你,風(fēng)險(xiǎn)不可能完全排除,只能限制風(fēng)險(xiǎn)”,Arens說(shuō)。
西門(mén)子公司的應(yīng)用咨詢(xún)工程師Robert Dorr指出,“法律要求你為員工建造一個(gè)安全可靠的工作環(huán)境,但是法律沒(méi)有說(shuō)明如何去做,那么你就只能去請(qǐng)教參考標(biāo)準(zhǔn)。”
普遍認(rèn)為與機(jī)器安全最相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61508,包括了電氣、電子和可編程安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全,如機(jī)械自動(dòng)化等。
該標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)際電工委員會(huì)制定。國(guó)際電工委員會(huì)是由許多國(guó)家的電工委員會(huì)組成的,如美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)等。IEC 61508提供了兩個(gè)重要的啟示:它為不同的種類(lèi)設(shè)備定義了可接受安全等級(jí)的要求,而且還定義了安全完整性等級(jí)(SIL),從而可以在量上衡量?jī)x器與設(shè)備的安全性。
SIL等級(jí)的計(jì)算值反映了相應(yīng)安全功能組件的可靠性。因?yàn)榧词菇M件被安裝在正確的地點(diǎn),也不代表在需要的時(shí)候就會(huì)起作用。拿聯(lián)鎖舉個(gè)例子,它可以保護(hù)故障狀態(tài)下對(duì)設(shè)備進(jìn)行設(shè)置或維護(hù)的人員安全,但負(fù)責(zé)此功能的技術(shù)員很有可能使上述功能失效。這增加了該聯(lián)鎖裝置在使用時(shí)的不穩(wěn)定性,從而也影響到了系統(tǒng)的SIL等級(jí)。
Arens表示:“首先要做的,是對(duì)所有在工作場(chǎng)所中運(yùn)行的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估?!?
降低風(fēng)險(xiǎn)是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程
儀器開(kāi)發(fā)商應(yīng)對(duì)儀器設(shè)備和任何與之相連的控制系統(tǒng)使用環(huán)境中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況作出分析,并給予說(shuō)明。西門(mén)子的Dorr建議說(shuō):“人員中首要考慮的是操作者,他將面臨什么樣的狀況,然后再去考慮其他有可能出現(xiàn)的人,如維護(hù)人員甚或是從旁邊正好經(jīng)過(guò)的人員。其實(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是評(píng)估所有的風(fēng)險(xiǎn)。然后想出辦法將風(fēng)險(xiǎn)限制在可以接受的范圍?!?
Schachenman補(bǔ)充道,“首先,你應(yīng)該列出一份安全要求細(xì)則,定義一下如何降低操作人員進(jìn)行各種機(jī)器操作時(shí)面臨的危險(xiǎn);然后按照安全要求細(xì)則設(shè)計(jì)系統(tǒng),降低風(fēng)險(xiǎn);最后,測(cè)試安全控制系統(tǒng)功能是否降低了風(fēng)險(xiǎn),達(dá)到了安全要求。”
Arens表示:“這是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程,只要發(fā)生變化它就開(kāi)始運(yùn)作。除此之外,還會(huì)定期進(jìn)行檢查,根據(jù)機(jī)器的表現(xiàn)評(píng)估那些保障措施是否仍在有效運(yùn)轉(zhuǎn)?!睂⒔?jīng)驗(yàn)與結(jié)果積累起來(lái)就變成了關(guān)于那臺(tái)機(jī)器的安全操作手冊(cè)。
培訓(xùn)
Oulton說(shuō):“操作人員應(yīng)對(duì)規(guī)章制度非常熟悉,完整了解如何進(jìn)行正確的危險(xiǎn)評(píng)估和產(chǎn)品使用,只有這樣才能確定系統(tǒng)運(yùn)行是可預(yù)測(cè)的,并且在發(fā)生故障時(shí)很安全?!?
Arens說(shuō):“總的來(lái)說(shuō),培訓(xùn)共分三個(gè)層次:全面安全培訓(xùn),OSHA訓(xùn)練營(yíng)提供了相應(yīng)培訓(xùn);另一個(gè)為安全設(shè)備分銷(xiāo)商協(xié)會(huì)(SEDA)提供的專(zhuān)業(yè)安全銷(xiāo)售培訓(xùn)課程?!边@對(duì)集成了系統(tǒng)安全的機(jī)器的銷(xiāo)售大有幫助。表格中列出了Arens推薦的其他項(xiàng)目。
第三種是關(guān)于儀器的詳細(xì)說(shuō)明,Arens指出“關(guān)于這方面,當(dāng)然是制造商最了解機(jī)器了?!?
PLC、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和機(jī)器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品等機(jī)器配件的廠商,為如何安全使用他們的產(chǎn)品開(kāi)辦了培訓(xùn)課程。例如Arens所在的博世力士樂(lè)為他們安全系統(tǒng)提供了為期1天、2天和4天的培訓(xùn)課程。Arens提醒:“你需要做的就是找到一個(gè)有資質(zhì)的培訓(xùn)機(jī)構(gòu),如國(guó)際繼續(xù)教育培訓(xùn)協(xié)會(huì)認(rèn)可的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)?!?
“西門(mén)子安全核心團(tuán)隊(duì)成員‘可為使用我們產(chǎn)品的原始設(shè)備供應(yīng)商,提供到現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)’”,Dorr說(shuō)?!拔覀冞€設(shè)有一個(gè)專(zhuān)門(mén)提供培訓(xùn)的部門(mén),可以為客戶(hù)提供場(chǎng)外培訓(xùn)和教程CD。”
Schachenman說(shuō):“安全網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是系統(tǒng)中非常透明的一個(gè)部分,就像標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)一樣。只是它以高度集成性傳輸安全數(shù)據(jù),比較難的部分是識(shí)別危險(xiǎn)包括什么以及如何將它們限制到最低程度,剩下的工作就是編寫(xiě)應(yīng)用程序?!?
Schachenman總結(jié)道:“像所有硬件系統(tǒng)或可編程安全系統(tǒng)一樣,最后都要實(shí)際測(cè)試機(jī)器是否按照你所做的那樣變得更加安全了?!?
附文1:光纖保證了阿爾卑斯山腳下行人的安全
世界最長(zhǎng)隧道——位于瑞士阿爾卑斯山腳下的Gotthard隧道(約17千米),一直以來(lái)都被認(rèn)為是穿越北歐和南歐之間最狹窄的瓶頸之一。為了保證行人的安全,系統(tǒng)集成專(zhuān)家Weiss-Electronic公司使用了光纖調(diào)制解調(diào)器來(lái)傳輸來(lái)自272個(gè)交通燈和68個(gè)速度/緊急狀態(tài)顯示器的數(shù)據(jù)。該緊急系統(tǒng)擁有三套公交系統(tǒng):一套為從北入口到達(dá)隧道中部,另一套是從南入口到達(dá)隧道中部,還有一套貫通南北兩個(gè)出入口。