机械安全技术及应用

书籍目录

序

前言

第1章机械安全标准概述1

1.1欧洲机械安全标准体系1

1.1.1机械指令1

1.1.2欧洲机械安全标准5

1.1.3CE认证6

1.2国际机械安全标准7

1.3我国的机械安全标准8

第2章重要安全技术标准10

2.1ISO 12100：2010《机械安全 设计通则 风险评估和风险减小》10

2.1.1标准概述10

2.1.2风险评估与风险减小的基本流程10

2.2IEC 602041：2005《机械电气安全 机械电气设备 第1部分：通用技术条件》17

2.2.1标准概述17

2.2.2安全功能17

2.2.3停止18

2.3ISO 138491《机械安全 控制系统有关安全部件 第1部分：设计通则》18

2.3.1标准概述18

2.3.2ISO 138491与EN 9541的差异19

2.4IEC 62061《机械电气安全 安全相关电气、电子和可编程电子控制系统的功能安全》19

2.4.1标准概述19

2.4.2IEC 62061与ISO 138491的差异20

第3章机械安全控制系统22

3.1机械安全控制系统的技术规范与设计22

3.1.1用于机械控制的安全相关部件22

3.1.2安全要求的技术说明25

3.1.3设计和实现符合标准IEC 62061的（安全型）控制器25

3.1.4根据标准ISO 138491设计和实现某个控制器的安全相关部分34

3.2安全控制系统简介41

3.2.1安全控制系统41

3.2.2 安全控制模块43

3.2.3安全控制系统与普通控制系统的差异49

3.3典型安全控制技术50

3.3.1强制断开结构50

3.3.2冗余/单通道/双通道53

3.3.3交叉电路检测54

3.3.4复位回路54

3.3.5信号回路54

3.3.6反馈回路54

3.3.7停止类别54

3.3.8自动复位/手动复位/可监控的复位55

3.3.9双手操作/同步55

3.3.10级联55

3.3.11复位测试56

3.3.12连接执行器56

3.3.13传感器的串联57

3.4安全功能的评价58

3.4.1针对机器制造商需要执行的步骤58

3.4.2技术文档59

3.4.3安全评价工具61

第4章应用示例79

4.1概述79

4.2紧急停机81

4.2.1简介81

4.2.2采用安全继电器实现安全等级为SIL 1或PL c的紧急停机82

4.2.3采用模块化安全系统实现安全等级为SIL 1或PL c的紧急停机85

4.2.4采用安全继电器实现安全等级为SIL 3或PL e的紧急停机88

4.2.5采用模块化安全系统实现安全等级为SIL 3或PL e的紧急停机90

4.2.6采用模块化安全系统通过ASi实现安全等级为SIL 3或PL e的紧急停机94

4.3防护门监测97

4.3.1简介97

4.3.2采用安全继电器实现安全等级为SIL 1或PL c的防护门监测功能107

4.3.3采用模块化安全系统实现安全等级为SIL 1或PL c的防护门监测功能110

4.3.4采用安全继电器实现安全等级为SIL 3或PL e的防护门监测功能113

4.3.5采用模块化安全系统实现安全等级为SIL 3或PL e的防护门监测功能117

4.3.6采用模块化安全系统通过ASi实现安全等级为SIL 3或PL e的防护门监测功能120

4.3.7采用安全继电器通过非接触式安全开关实现安全等级为SIL 3或PL e的防护门监测功能122

4.3.8采用模块化系统通过非接触式安全开关实现安全等级为SIL 3或PL e的防护门监测功能124

4.3.9采用安全继电器通过闭锁机构实现安全等级为SIL 2或PL d的防护门监测功能127

4.3.10采用模块化安全系统通过闭锁机构实现安全等级为SIL 2或PL d的防护门监测功能129

4.4开放式危险区域监测133

4.4.1简介133

4.4.2采用光幕和安全继电器实现安全等级为SIL 3或PL e的门禁监测136

4.4.3采用光幕和模块化安全系统实现安全等级为SIL 3或PL e的门禁监测138

4.4.4采用安全垫和安全继电器实现安全等级为SIL 3或PL e的门禁监测140

4.4.5采用安全垫和模块化安全系统实现安全等级为SIL 3或PL e的门禁监测143

4.4.6采用激光扫描器和安全继电器实现安全等级为SIL 2或PL d的区域监测功能146

4.4.7采用激光扫描器和模块化安全系统实现安全等级为SIL 2或PL d的区域监测功能147

4.5安全速度/安全停机监测150

4.5.1简介150

4.5.2采用安全继电器和速度监测继电器实现安全等级为SIL 2或PL d的安全速度监测功能151

4.5.3采用速度监测器实现安全等级为SIL 3或PL e的安全速度监测154

4.5.4采用模块化安全系统实现安全等级为SIL 3或PL e的安全停机监测功能（含防护门闭锁机构）156

4.5.5采用模块化安全系统和速度监测继电器实现安全等级为SIL 2或PL d的安全速度监测、防护门监测和闭锁机构监测159

4.5.6采用速度监测器实现安全等级为SIL 3或PL e的安全速度监测、防护门监测和闭锁机构监测162

4.6安全操作输入166

4.6.1简介166

4.6.2采用安全继电器实现安全等级为SIL 1或PL c的双手操作控制台166

4.6.3采用模块化安全系统实现安全等级为SIL 3或PL e的双手操作控制台169

4.7常见安全功能组合应用171

4.7.1简介171

4.7.2采用安全继电器实现安全等级为SIL 3或PL e的紧急停止监测和防护门监测172

4.7.3采用模块化安全系统实现安全等级为SIL 3或PL e的紧急停止监测和防护门监测174

4.7.4采用安全继电器实现安全等级为SIL 3或PL e的多台电动机的紧急停机177

4.7.5安全等级为SIL 3或PL e的安全继电器级联179

附录181

附录A术语181

附录B常用机械安全基础通用标准201

参考文献204

作者简介

本书从机械安全范畴中的通用基础知识入手，首先简要介绍了国内外与机械安全相关的主要安全技术标准、安全认证流程等内容。同时结合几十个应用示例，分别介绍了日常工作中典型的安全控制技术，其重点是与工业现场实际的安全需求相结合，通过示意图深入浅出地解释了如何进行安全控制回路的设计等内容。本书实用性较强，读者可以一边看书一边进行操作，可以更快地了解、熟悉并掌握典型的安全控制技术。

读者可以根据自己的工作需要和兴趣点，重点关注相关章节的内容。

本书可供工程技术人员、机械安全管理人员、机械操作人员阅读，也可供大专院校相关专业的师生参考。

本书附有光盘，其中收录了西门子公司的安全评价工具（SET，Safety Evaluation Tools）。使用者可以通过安全评价工具对机器的自动化控制系统中集成的安全控制回路进行验证。同时，还可以得到验证结果报告。

 机械安全技术及应用下载