机械安全技术及应用PDF电子书下载

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

1.1.3 CE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

2.1 ISO 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

2.2 IEC 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

2.3 ISO 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

2.3.2 ISO 13849-1与EN 954-1的差异 19

2.4 IEC 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

2.4.2 IEC 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