防止安全门保护装置被误操纵

众所周知，欧共体通过机械指令（MD）2006/42/EC以及相关一系列的协调标准，创建了一套设计机械及工厂生产线的安全规则。近些年来，这套安全规则也逐渐被欧洲以外的市场所接受并推崇。当然，这些规则中也包含了对安全门防护进行设计所需要关注的内容。

所谓安全门防护，即通过联锁装置对安全门的状态进行监控，一旦安全门被打开，工作区内设备即停止运行，防止对进入工作区的操作人员造成人身伤害。

   最新发布的全球标准ISO 14119《机械安全——用于防护的联锁开关设备——设计及选型原则》对如何设计使用安全门的联锁防护进行了规范。2015年4月30日，ISO 14119将取代过去主要使用的欧洲标准EN 1088《机械安全——用于防护的联锁开关设备——设计及选型原则》，成为机械指令下的协调标准，而EN 1088则不再沿用。当然，作为全球标准，ISO 14119同样适用于欧洲以外市场。

    首先，为何要依照标准进行安全门防护的设计及安装？

随着机械工业的发展，机器自动化程度越来越高，发生机械事故的概率也随之增加，因此机械安全也越来越受到重视。而我国对于机械安全防护方面相对技术相对薄弱，在机械设计当中，设计人员往往有意识增加相应的联锁防护措施，但是由于防护措施的设计和现场的安装不符合标准要求，带来了新的危险或者起不到防护作用，ISO 14119为机械设计人员，制造人员提供了设计和制造安全门防护的重点注意事项，也可以为机器使用者进行新机器验收，旧机器改造提供技术支持。

相比原先的EN 1088， ISO 14119 的新增内容有哪些？

在最新的ISO 14119标准发布之前，EN 1088都是作为机械指令下的协调标准。而如今，ISO 14119已取代EN 1088的位置。那两者之间有何区别呢？请看以下流程图：

*章节号并不完全对应

比较上表我们发现，ISO 14119首次对联锁装置的种类进行了区分，分成了四种不同类型。新增了使用RFID技术以及电磁锁定技术的开关类型，并考虑了新技术的优缺点。

另外，新标准对防止误操纵（人为操纵）提出更高要求。何为误操纵？即“操作人员，出于操作方便等目的，通过人为手段，旁路安全开关的功能，从而使安全防护失效的危险行为”。新标准引入了一套减少误操纵的标准流程（见下一章节图），并罗列出一系列额外措施，以可预见的合理方式最大程度减少联锁装置的误操纵。

防误操纵的流程：

1. “实施基础措施”：如确保开关及操作头的安装牢固可靠，若要拆卸开关或操作头，需使用工具、防止私自拆卸开关、考虑外部力量对开关造成损坏、联锁开关不可作为机械挡块等

2.  在“实施基础措施”后，判断是否仍有“人为操纵开关的动机”（如为了操作方便或调试机器），若有则继续判断“是否有可能消除或最小化误操纵动机”。若有可能消除动机，则“通过机器设计或设置不同机器操作模式的方式，消除或最小化误操纵动机”，并返回上一级，再次判断“是否有误操纵动机”。若无可能消除误操纵动机，则“实施额外措施”。

3. “实施额外措施”：通过额外措施，避免人为操纵。

额外措施包含（四种）：

a)   联锁开关安装在人员无法触及的地方（如联锁开关外面做保护罩或隐蔽安装），如下图：

说明：

1.移动防护（未关闭）              

2.保护罩（固定部分）            

3.联锁开关              

4.操作头                                    

a.防护关闭方向

b)   使用高编码等级开关，防止通过其他操作头旁路安全门监控功能。

所谓高编码等级，即操作头内部是含唯一编码的，一个开关只可与一个操作头对应，其他操作头无法触发开关信号。相对应，低编码等级，意味着一个开关可与多个操作头对应。

下图示例为使用其他操作头（低编码等级）与开关捆绑，从而旁路安全门监控功能：

若使用高编码等级的安全开关，如采用RFID编码技术的PSEN code系列，则无此问题。

下图为Pilz安全开关产品，种类丰富，涵盖编码等级低至高所有产品类型，从编码等级较低的机械开关、磁性开关、铰链开关，到编码等级中或高的RFID编码开关、安全门系统（带锁定功能），满足各行业对安全防护的不同需求。当然，若使用编码等级较低的安全开关，建议使用辅助手段，防止误操纵。

c)   使用开关及操作头不可拆卸的安装方式（如焊接、粘合、单向螺丝等）。如下图所示螺丝，为Pilz专门用于防止误操纵的单向安装螺丝，螺丝只可拧紧，不可反向拆卸。

d)   通过安全控制系统对可能发生的误操纵进行监控，主要有两种方式：

1）状态监控：如在一个机器运行周期中，根据生产工艺流程，会有一次安全门打开的情况，安全控制系统应收到一次开门信号。若整个周期结束，都未收到开门信号，则系统认为可能发生误操纵。

2）周期性测试：在一个周期中，安全控制系统会要求操作人员打开关闭一次安全门，来检测联锁功能是否有效。若测试中，控制系统未收到开门信号，则系统认为可能发生误操纵。

下图从左依次为Pilz的最新一代可配置安全模块PNOZmulti 2及自动化控制系统PSS4000，它们都可安全监控联锁开关的信号，并且监控是否发生了误操纵。

结束语

     如同法律离开了执行力，将毫无意义；安全保护装置若被误操纵，也将成为机器上的摆设，即使当初宣称保护装置的功能是如何如何强大或可靠。最新发布的ISO 14119，给出了防误操纵的措施流程，不仅仅是约束或法律，更是一种指引，让我们的机器变得更安全。