機器安全和CE認證

2007

02-14

10:16:54

 861

來源：

1.引言
機器的安全性就是指，在機器安全使用說明書規定的預訂使用條件下執行其功能和在運輸、安裝、調整、拆卸和處理時不產生傷害或危害健康的能力。評估一臺機器的優劣，除了考慮其自動化程度高低外，還應該注重該機器的安全性。從一臺機器的設計、制造、使用過程中，安全是一個*的重要內容。在西方國家，如歐盟、美國，早已制定出相關的法律、規范和標準，來保護人和機器的安全。現今，任何一臺進入歐洲市場的機器，都必須施加CE標志，以證明這臺機器符合指令、達到安全方面的要求。對于提高國產機床的競爭能力、突破西方國家的技術壁壘，機器的安全必須為我們所重視。

2．為何機器需要安全
早在1948年，聯合國大會就表決通過了一個通用的人權宣言，以表明提供安全的工作設備是雇主道德上的義務。隨著社會文明的進步，生活水平以及生存狀況的不斷提高，安全已經越來越被人們所重視。
從技術的角度來看，現代自動化技術的不斷發展，一方面大大提升了機械的生產能力，另一方面，自動化技術也會引發事故。特別實在一些非正常操作的過程中（如試車、清洗、維修等），一起事故就會對操作人員造成嚴重的傷害。
在機床的正常操作過程中，以沖壓機械為例，其作業傷指事故較多。該行業曾流行一句話：十個沖工九個殘。客觀原因是沖壓機械滑塊垂直下沖速度極快。以一般100噸液壓沖床為例，滑塊每分鐘往復次數為75次，即單程一次只約需0.4秒。采用行程為100毫米進行拉伸作業，若手在模內，沖床滑塊下沖傷指的時間約為0.1秒。而當操作者發現或感覺到滑塊下沖時，反應到大腦，再由大腦指揮手縮回的時間約為0.2-0.3秒，顯然手是來不及收回的。因此常造成傷指事故。所以安全防護設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生。
一臺安全的機器可以大大減少事故的成本。在機器的使用過程中，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、雇主的責任成本。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，如產品損毀、產品延誤、罰款、加班費用、停產損失等等。
所以，無論從企業生產成本的降低，還是從員工工作環境的提升、減少傷害事故的角度來看，企業管理者或機器生產商應該意識到機器安全的重要性。

3．安全標準和安全規范
隨著機器的安全越來越被重視，世界上的各個組織或各個國家都制定了相關的安全標準和安全規范。歐盟，作為目前世界上zui大的經濟自由區，已經把對機器的安全要求上升到法律的高度――機械指令98/37/EC。任何進入歐盟的機器，無論是新的或是二手的，都必須符合機械指令及其他相關指令的基本要求。
CE 標志事歐盟*頒布的、統一再工業產品上使用的強制性標志。CE標志是一種產品合格標志，產品上施加有CE標志，就證明該產品符合歐盟頒布的有關新方法指令的要求，并已經按規定對產品進行了合格評定。新方法指令主要是保障人身安全與健康、保障財產安全方面的要求，所以CE標志是一種產品安全合格的標志，不具有商業意義。
機械指令規定了基本安全與衛生要求，同時，又進一步規定了制造商可依據標準來達到指令所規定基本安全與衛生要求。標準為指令實施提供技術支撐，標準規定了實現指令基本要求的方法和措施。制造商要使其產品符合新方法指令所規定的基本要求，獲得CE認證，的方法就是按照標準來制造產品。常用的一些國家、歐洲和標準有：
?EN 1050-1996 機械安全風險評價
?EN 292－1：1991 機器安全基本概念與設計通則
?EN 954-1 機械安全控制系統有關安全部件第1部分設計通則
?EN/IEC 60204 機械安全機械電氣設備
?EN/ISO 13894 機械的安全控制系統有關的安全部件
?EN/IEC 61508 主要涵蓋了電氣/電子/可編程電子系統的功能安全
?EN 418 緊急制動設備
?EN 1088 與保護裝置有關的連鎖裝置設計和選擇原則
?EN 12415 機床安全小型數控車床和車削中心
?EN 12417 機床安全加工中心
?EN 12478 機床安全大型數控車床和車削中心
?GB 5226.1-2002 機械安全機床電氣設備第1部分：通用技術條件

4．機器安全控制系統的組成
一臺機床的安全控制系統通常由安全輸入設備、安全控制電氣元件和安全輸出控制來組成。安全輸入設備有急停按鈕、安全門限位開關或聯鎖開關、安全光柵或光幕、雙手控制按鈕以及需要進行安全監控的輸入信號（如上死點和下死點的安全位置信號）等。安全控制電氣元件包括有安全繼電器、監控繼電器、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。這樣一個安全控制電氣回路的設計，必須嚴格符合該臺機床的安全等級。
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有其特殊的結構。安全繼電器甚至在內部出現觸點焊死的故障情況下，也能夠把電源安全的從負載斷開。同時通過內部冗余、強制斷開觸點的結構、自檢測等功能，檢測內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，并帶有實時的自我檢測功能，同樣能夠保證控制系統的安全運行。

5．Pilz的安*方案
德國Pilz作為安全控制方面的專家，有著數十年安全控制產品研發、生產的經驗。產品包括安全控制技術、監控技術、操作和監視桔樹、安全傳感器、安全信號等，為客戶提供一個全面的安*方案。
以一臺小型的沖壓機床為例，其安全功能有一個急停按鈕、一扇安全門以及一套雙手按鈕。根據安全等級的要求和風險評估，確定沖壓機械的安全等級要求為4級。其電路設計必須采用雙通道輸入控制、可檢測兩個輸入點間的短路、輸出冗余。對這個樣一個應用，使用單個安全繼電器控制各個安全功能，再進行邏輯硬線連接即可。

如果對于一臺中型復雜的數控機床或沖壓機械，有較多的安全功能（如安全門聯鎖、安全輸入信號控制、速度監控等），且邏輯功能較為復雜，那么單個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。而安全PLC的使用，又顯得過于浪費。故Pilz 推出了PNOZmulti 模塊化的安全繼電器，來控制4至20個安全功能的應用。該模塊化的安全繼電器的應用有以下主要特點：
?可擴展，zui多可擴展8個模塊
?可編程，無需特殊的編程語言，簡單的鼠標拖拉操作即可完成編程
?可進行速度監控
?主模塊可單獨使用，帶20個輸入，4個晶體管輸出和2個繼電器輸出
?可與現場總線通訊
?高性價

6．總結
綜上所述，機械安全不僅有利于生產者的人身安全，也有利于企業的持續發展，提高機械產品的整體競爭力。它是每個企業家和設計者必須考慮的具有較大社會效益的行為。我們相信，通過國家標準的相繼出臺和認真貫徹實施、安全理念和安全技術越來越被人們廣為重視和接受，對于我國制造業的可持續發展，提升國產產品在上的競爭能力，將起到舉足輕重的作用。 ----黃之炯

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