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技術(shù)干貨丨仙工智能(SEER)AMR安全系統(tǒng)全解析

發(fā)布時間: 2021-01-27 05:01:06 來源:

核心提示:

仙工智能(SEER)AMR安全系統(tǒng)全解析

上月底獲得SGS頒發(fā)CE認(rèn)證的仙工智能(SEER)無人搬運底盤AMB-300XS,其優(yōu)秀在哪里?答案便是安全

而取得CE認(rèn)證,就代表著仙工智能(SEER)獲得了正式進入歐盟市場的通行證,因為中國科技企業(yè)要想產(chǎn)品在歐盟市場上自由流通,就必須加貼“CE”標(biāo)志,它是屬于強制性認(rèn)證標(biāo)志,以表明產(chǎn)品符合歐盟《技術(shù)協(xié)調(diào)與標(biāo)準(zhǔn)化新方法》指令的基本要求,這是歐盟法律對歐盟內(nèi)外企業(yè)產(chǎn)品提出的一種強制要求,由此可見仙工智能(SEER)產(chǎn)品體系的安全可靠。

以下內(nèi)容依據(jù)作者自身在安全AMR認(rèn)證工作中體會和經(jīng)驗,從如何選擇安全AMR系統(tǒng)所需硬件元器件、如何搭建安全等級回路以及借助SYSTEMA分析工具驗證系統(tǒng)整體安全分?jǐn)?shù)等級來說明如何在已有的AMR系統(tǒng)上搭建符合安全規(guī)范的AMR硬件系統(tǒng)。

本文以工程實際案例出發(fā),以工程案例說明搭建安全AMR硬件平臺的方法。設(shè)計中因參考的安全標(biāo)準(zhǔn)條目太多。這里列出方法所依據(jù)的參考標(biāo)準(zhǔn)如下:EN1525-1998、IEC 61508-1/2/3/4/5/6/7 -2010、IEC 62061-2015、ISO 13849-1/2-2015、ISO 3691-4-2020。

在說AMR安全體系中的硬件選型之前,我們先說說為什么要關(guān)注AMR的安全性。

在美國,AMR安全標(biāo)準(zhǔn)是由ANSI B56.5 - 2012“無人駕駛、自動導(dǎo)向工業(yè)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)和載人工業(yè)車輛自動化功能標(biāo)準(zhǔn)”確定,而歐洲AMR安全標(biāo)準(zhǔn)是EN1525: 1997“工業(yè)卡車的安全-無人駕駛卡車及其系統(tǒng)”,兩者均訂明與自動駕駛車輛的設(shè)計、操作及保養(yǎng)有關(guān)的安全規(guī)定。

所以,為了保證AMR系統(tǒng)的安全,AMR必須遵守一些安全規(guī)則或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),這就意味著AMR必須配有安全傳感器及相關(guān)裝置,以避免和主動預(yù)防風(fēng)險。

01如何做硬件選型

我們通常說AMR比傳統(tǒng)的手動車輛(如傳統(tǒng)叉車)更安全,原因可能是AMR的主要優(yōu)點之一是不會傷害人或損壞基礎(chǔ)設(shè)施。

但從安全標(biāo)準(zhǔn)的角度出發(fā),實現(xiàn)所需目標(biāo)的第一考慮要素便是能夠確保AMR在危險狀態(tài)下可以穩(wěn)定安全制動的安全控制系統(tǒng),所以我們在選取AMR的電機和驅(qū)動器、車身導(dǎo)航激光、安全控制器以及AMR外部可以通過緊急制動的控制元器件做了特別考慮。

在選擇系統(tǒng)硬件元件及搭建的安全回路也是參考IEC 61508安全標(biāo)準(zhǔn)自動引導(dǎo)車輛需要符合安全完整性等級SIL2(PL d)的要求來實行。而AMR安全傳感器及部件有電機驅(qū)動器STO、安全編碼器、緊急停止按鈕、安全PLC、安全繼電器。


02具體硬件選型方案

1

SICK公司推出的安全激光掃描儀-nanoScan3 Core/nanoScan3 Pro符合安全完整性等級SIL2要求。單激光掃描角度覆蓋范圍275°,一般采用對角雙激光的安裝方案可以達到360°掃描覆蓋范圍,該器件直接提供了PFHD危險失效率,該數(shù)據(jù)稍后在計算安全回路分?jǐn)?shù)的時候需要用到。

2

電機驅(qū)動器選用MOONS’公司的M2DC系類直流伺服驅(qū)動器,工程人員可根據(jù)具體AMR負載要求選擇電機驅(qū)動功率等級,獲取STO安全失效率參數(shù)用于后續(xù)安全分?jǐn)?shù)計算。

3

SICK推出的DFS60S系類增量式正余弦編碼器滿足安全完整性等級SIL2,編碼器每圈輸出1024周期數(shù)

4

緊急停止開關(guān)的選擇,由于機械開關(guān)并沒有直接提供安全失效率計算,實際在安全回路中是采用B10D安全使用周期和nop器件平均使用次數(shù)來最終確定開關(guān)的安全失效率的,再就是根據(jù)IEC 61508安全規(guī)范,急停輸入回路必須使用雙回路設(shè)計,所以選型時要注意。

5

PLC優(yōu)先還是選擇SICK安全套件,在安全AMR應(yīng)用場合SICK的應(yīng)用場景覆蓋和相應(yīng)產(chǎn)品線都是比較優(yōu)秀,該示例中選用1*CPU1+1*Ethernet+2*XTIO+1*MOC的配置,同樣每個模塊安全完整性等級都符合最低標(biāo)準(zhǔn)SIL2,而且PFHD可以直接獲取。

6

安全繼電器用于控制抱閘電路的電源開關(guān),和普通繼電器相比,安全繼電器的優(yōu)點是具有觸點強制導(dǎo)向功能,也就是說具有了觸點失效的檢測功能


03如何搭建安全等級回路

安全回路目前分為兩部分:急停按鈕檢測回路和激光檢測安全回路。

△急停按鈕檢測回路示意圖

△激光檢測安全回路示意圖


04使用SYSTEMA安全回路搭建和評估

在這套安全系統(tǒng)里,每一個硬件配制環(huán)節(jié)都經(jīng)過反復(fù)測試,從實用性、美觀性、經(jīng)濟性等多方面綜合考量,并且還配合使用SYSTEMA安全回路搭建和評估以檢測AMR是否達到相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn),使AMR真正做到集功能、安全、實用于一體。

未來,仙工智能(SEER)會一直踐行以此為標(biāo)準(zhǔn)的安全規(guī)范,堅持“安全為第一生產(chǎn)力”的準(zhǔn)則,向工廠物流系統(tǒng)提供更安全可靠的工業(yè)設(shè)備,為智能制造領(lǐng)域貢獻綿薄之力,為合作伙伴創(chuàng)造價值!

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