簡介ISO 3691-4-2020 表1安全回路PL要求翻譯文檔面向叉車與工業(yè)車輛安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、評(píng)估及認(rèn)證人員圍繞安全功能描述、主要風(fēng)險(xiǎn)備注和最低PL要求展開涵蓋剎車系統(tǒng)、速度控制、ESPE人員檢測(cè)、自動(dòng)充電、負(fù)載搬運(yùn)、轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性、急停功能及自動(dòng)/手動(dòng)/維修模式等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。文檔為docx格式壓縮包內(nèi)共1個(gè)文件大小約27KB內(nèi)容按標(biāo)準(zhǔn)表1結(jié)構(gòu)逐項(xiàng)翻譯并保留條款編號(hào)方便工程人員對(duì)照原文快速定位。已有344人學(xué)習(xí)下載適合需要理清安全功能與PL等級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系、落實(shí)安全回路設(shè)計(jì)要求的研發(fā)與測(cè)試工程師。翻譯還補(bǔ)充了部分關(guān)鍵注釋可幫助理解風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景與措施取舍提升標(biāo)準(zhǔn)落地效率。1. 安全回路PL分配不是玄學(xué)先把ISO 3691-4的表1讀透做AGV或無人叉車功能安全最容易被問住的一句話是“你這個(gè)安全回路PL到底定多少” 翻標(biāo)準(zhǔn)的人都知道ISO 3691-4-2020里有張表但真到手里才發(fā)現(xiàn)它是一份混合了條款號(hào)、功能描述、風(fēng)險(xiǎn)備注和PL字母的密集清單讀起來費(fèi)勁用起來更費(fèi)勁。這份表1其實(shí)就是把“安全控制相關(guān)條款”逐條拆解給每個(gè)安全功能標(biāo)出了最低PL要求從剎車系統(tǒng)到人員檢測(cè)從急停到自動(dòng)充電哪些必須做到PLd哪些PLc就能接受哪些壓根不用進(jìn)安全回路全都寫在里面。適合做工業(yè)車輛功能安全設(shè)計(jì)的工程師、負(fù)責(zé)AGV驗(yàn)收的測(cè)試人員以及剛?cè)胄邢敫愣甈L分配邏輯的新手。讀完之后你會(huì)發(fā)現(xiàn)PL分配不是拍腦袋也不是越安全越好而是一張按風(fēng)險(xiǎn)倒推出來的工程清單。2. 表1的結(jié)構(gòu)與讀法條款編號(hào)、風(fēng)險(xiǎn)備注、PL等級(jí)三列怎么對(duì)應(yīng)表1看著像一張多列清單實(shí)際讀法有固定的套路。把它的列拆開看每一行都包含三塊核心信息安全功能從哪個(gè)條款來、這個(gè)功能防的是什么風(fēng)險(xiǎn)、最低PL是多少。搞清楚這一層后面的落地才有抓手。2.1 三列信息的定位從“4.2剎車系統(tǒng)”到“d”是怎么關(guān)聯(lián)的表1每一行最左側(cè)是條款號(hào)中間是安全功能描述和主要風(fēng)險(xiǎn)備注最右側(cè)是PL等級(jí)。典型的一行是這樣的“4.2 剎車系統(tǒng)控制沖撞人員功能控制減速功能PLd”。這里PLd的意義是如果剎車系統(tǒng)失效導(dǎo)致車輛停不下來、撞上人員后果是“人員受重傷甚至死亡”按照ISO 13849-1里對(duì)嚴(yán)重傷害的定義這種后果對(duì)應(yīng)的高性能等級(jí)就是d。要注意表1里的PL是“最低要求”不是推薦值你可以在某個(gè)功能上做到PLe但不能低于d低了驗(yàn)收就是不通過。讀這張表時(shí)最忌諱只看PL字母不看“主要風(fēng)險(xiǎn)備注”。例如4.4自動(dòng)充電那一行PLb備注是“觸電風(fēng)險(xiǎn)車輛啟動(dòng)前優(yōu)先斷開充電點(diǎn)”并且明確寫了“不需要進(jìn)安全回路”。如果你只看PL等級(jí)會(huì)覺得“b比d低很多說明充電不關(guān)鍵”但備注里寫得更清楚這個(gè)b級(jí)是給“充電連接失活”這個(gè)具體動(dòng)作的不是給整個(gè)充電系統(tǒng)的。這條很容易被誤讀成“充電系統(tǒng)與安全無關(guān)”實(shí)際是充電連接失活這個(gè)功能只需要b級(jí)且不需要進(jìn)安全PLC但物理上仍然要有斷電順序和互鎖。2.2 條款編號(hào)的隱規(guī)則4.x是功能大類14.x是具體手段表1里條款號(hào)有兩種形態(tài)一種是“4.2”“4.3”“4.8.2.1”另一種是“14.2”“14.3”“14.7.1”。我剛開始對(duì)照原版標(biāo)準(zhǔn)時(shí)也有點(diǎn)迷惑后來發(fā)現(xiàn)規(guī)律并不復(fù)雜4.x是第4章“安全要求和安全措施”里定義的功能大類14.x是第14章里對(duì)該功能的具體設(shè)計(jì)或?qū)崿F(xiàn)手段的詳細(xì)描述。比如表1第一行寫“4.2剎車系統(tǒng)”對(duì)應(yīng)到標(biāo)準(zhǔn)正文里可能是14.2剎車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求寫“4.8.2.6”的地方正文里對(duì)應(yīng)的是ESPE電敏保護(hù)設(shè)備的檢測(cè)區(qū)域設(shè)定要求。這一點(diǎn)在翻譯和核對(duì)時(shí)尤其重要。因?yàn)楸?本身是一張匯總表它不會(huì)把第14章的每一條都重復(fù)一遍只會(huì)寫“4.8.2.6適用ESPE安全檢測(cè)場(chǎng)的大小”。如果你只看表1去做安全回路設(shè)計(jì)會(huì)漏掉正文第14章里的具體數(shù)值要求。常見的做法是先用表1確定PL目標(biāo)再回到正文對(duì)應(yīng)條款看實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)兩邊的條款編號(hào)互相映射著讀。翻譯時(shí)若發(fā)現(xiàn)某一行出現(xiàn)14.x不要把它當(dāng)成和4.x并列的功能它是4.x的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)來源。2.3 全表貫穿的速度閾值0.3m/s、0.7m/s和180mm的工程含義表1里最容易被忽略但貫穿始終的是三個(gè)數(shù)值0.3m/s、0.7m/s、180mm。這三個(gè)值直接決定了安全功能的邊界條件建議先記住再逐條去套。0.3m/s出現(xiàn)在人員檢測(cè)抑制條件里。表1第19行寫得很明確在自動(dòng)模式下不允許在速度大于0.3m/s時(shí)抑制人員檢測(cè)裝置也就是說只有在車速不高于0.3m/s的前提下你才有資格討論“暫時(shí)屏蔽人員檢測(cè)”這件事而且這個(gè)抑制回路本身還要進(jìn)安全回路。0.7m/s則和轉(zhuǎn)彎、旋轉(zhuǎn)場(chǎng)景綁定第22行說“有條件選擇人員檢測(cè)意味著保護(hù)區(qū)的額外側(cè)場(chǎng)在轉(zhuǎn)彎和旋轉(zhuǎn)時(shí)卡車速度限制在0.7m/s的相關(guān)方向x和/或y”配合PLc。這條的邏輯是轉(zhuǎn)彎時(shí)側(cè)向速度可能造成掃掠碰撞所以要么把速度限制在0.7m/s以內(nèi)要么加側(cè)場(chǎng)檢測(cè)二選一或同時(shí)做。180mm出現(xiàn)在第17行間隙區(qū)域內(nèi)人員檢測(cè)裝置要保證“車輛和固定結(jié)構(gòu)之間小于等于180mm的區(qū)域”也有覆蓋這個(gè)值比很多人習(xí)慣設(shè)的200~300mm更嚴(yán)格屬于硬性要求。這三個(gè)數(shù)其實(shí)是同一條邏輯鏈的產(chǎn)物車速越低人員檢測(cè)的響應(yīng)時(shí)間余量越大安全等級(jí)可以適度放寬車速越高檢測(cè)區(qū)域必須越大、抑制條件必須越嚴(yán)。表1里的PL分配本質(zhì)上就是按“碰撞后果嚴(yán)重程度”和“人員檢測(cè)有效程度”兩個(gè)維度給每個(gè)功能定級(jí)。理解了這個(gè)邏輯后面讀剎車、速度控制、人員檢測(cè)這些具體條款時(shí)會(huì)順暢很多。3. 剎車與速度控制的PL取舍為什么剎車鎖死PLd過速可以降級(jí)剎車系統(tǒng)和速度控制是表1里最基礎(chǔ)也最不能出錯(cuò)的兩個(gè)功能。這一部分要解決兩個(gè)問題為什么剎車相關(guān)功能幾乎全部鎖定PLd而速度控制卻留下了降級(jí)空間降級(jí)條件是什么降級(jí)后怎么補(bǔ)償3.1 剎車系統(tǒng)的減速與控制兩條功能鏈PLd怎么理解表1里和剎車有關(guān)的有兩行4.2剎車系統(tǒng)和14.2剎車系統(tǒng)控制。第一行的功能描述是“控制沖撞人員功能控制減速功能”PLd第二行的描述是“停車系統(tǒng)控制碰撞風(fēng)險(xiǎn)功能控制制動(dòng)器斷開以避免連續(xù)制動(dòng)時(shí)行駛”PL同樣為d。拆開看這其實(shí)是兩條功能鏈一條管減速一條管停車。減速功能鏈的核心是“檢測(cè)到碰撞風(fēng)險(xiǎn)后剎車系統(tǒng)能把車從當(dāng)前速度安全減下來”停車功能鏈的核心是“車停下來以后制動(dòng)器能一直保持制動(dòng)力不會(huì)因?yàn)檫B續(xù)制動(dòng)發(fā)熱或其他原因自動(dòng)松開”。表1備注里特別提到“如果電池?cái)嚅_制動(dòng)性能降低不太可能”這句話的工程含義是AGV的制動(dòng)器通常是失電制動(dòng)型也就是得電松開、失電抱住目的是在整機(jī)掉電時(shí)自動(dòng)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)。但如果制動(dòng)器本身依賴電池供電的釋放回路一旦電池?cái)嚅_釋放回路失電反而可能導(dǎo)致制動(dòng)器意外抱死或性能衰減所以設(shè)計(jì)時(shí)要驗(yàn)證“電池?cái)嚅_后制動(dòng)性能”這條路徑。這兩條功能鏈都鎖死PLd的原因很直接剎車失效的直接后果是車輛以不可控速度撞向人員這是表1里后果嚴(yán)重程度最高的風(fēng)險(xiǎn)類別沒有任何補(bǔ)償措施能兜底。我在實(shí)際項(xiàng)目里的做法是減速功能由安全PLC讀取速度反饋后輸出制動(dòng)指令停車功能由獨(dú)立的制動(dòng)控制回路配合失電制動(dòng)器執(zhí)行兩條鏈各自進(jìn)安全回路且采用不同的失效模式避免共因失效。3.2 過速檢測(cè)的降級(jí)路徑PLd達(dá)不到時(shí)把速度壓到0.3m/s速度控制相關(guān)的行里有一個(gè)很關(guān)鍵的細(xì)節(jié)4.3過速檢測(cè)系統(tǒng)PL要求是c但表1的備注里寫了一句“如果PLd不能達(dá)到速度則應(yīng)將到最大0.3m/s”。這句話初讀會(huì)有些繞它的完整邏輯是過速檢測(cè)系統(tǒng)的理想PL目標(biāo)是d因?yàn)槌贍顟B(tài)下人員檢測(cè)效率會(huì)明顯下降如果檢測(cè)系統(tǒng)本身可靠性不夠超速狀態(tài)不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)碰撞風(fēng)險(xiǎn)就失控了。但如果你在工程實(shí)現(xiàn)上確實(shí)做不到PLd比如受限于傳感器類型、控制器架構(gòu)或成本標(biāo)準(zhǔn)允許你把速度硬限制在0.3m/s以下用降低速度來補(bǔ)償檢測(cè)系統(tǒng)的性能不足。這是一個(gè)非常重要的設(shè)計(jì)策略PL不夠速度來湊。0.3m/s本身也是一個(gè)安全臨界值——在這個(gè)速度下即使人員檢測(cè)系統(tǒng)響應(yīng)偏慢車輛在檢測(cè)到人員后也能在極短距離內(nèi)停住碰撞后果被限制在可接受范圍內(nèi)。換句話說過速檢測(cè)降到PLc代價(jià)是車輛的最高運(yùn)行速度被砍到0.3m/s這個(gè)限制會(huì)讓AGV的搬運(yùn)效率大打折扣所以大多數(shù)項(xiàng)目里還是會(huì)優(yōu)先做PLd的過速檢測(cè)而不是降級(jí)到0.3m/s。從安全回路結(jié)構(gòu)上看速度監(jiān)測(cè)功能我一般建議走獨(dú)立編碼器加安全PLC的架構(gòu)編碼器信號(hào)雙通道輸入安全PLC里做速度計(jì)算和閾值比較輸出到制動(dòng)控制回路。這里有一個(gè)容易踩的點(diǎn)有些方案為了省成本用普通PLC加單通道編碼器做速度監(jiān)測(cè)然后聲稱“有速度監(jiān)測(cè)功能”。這在ISO 13849-1的架構(gòu)類別里連Category 1都算不上PLd基本無望。3.3 從PL到安全回路按功能分層的推薦架構(gòu)把表1里剎車、速度、停車相關(guān)的PL要求落到具體安全回路上我一般按三層來搭每一層的PL目標(biāo)和硬件選型不同功能層表1要求推薦實(shí)現(xiàn)架構(gòu)類別參考制動(dòng)執(zhí)行減速PLd / 停車PLd失電制動(dòng)器雙通道 制動(dòng)接觸器Category 3 / 4速度監(jiān)測(cè)過速PLc~d雙通道編碼器 安全PLC速度比較Category 3速度抑制0.3m/s / 0.7m/s限速安全PLC輸出限速屏蔽信號(hào)Category 3第一層制動(dòng)執(zhí)行直接對(duì)應(yīng)表1的d級(jí)要求。失電制動(dòng)器是標(biāo)配關(guān)鍵點(diǎn)在于制動(dòng)接觸器要采用雙通道并且兩個(gè)通道要能被安全PLC獨(dú)立控制任何一個(gè)通道失效時(shí)另一個(gè)仍能完成制動(dòng)。第二層速度監(jiān)測(cè)編碼器建議用雙通道增量式兩個(gè)通道的脈沖信號(hào)分別接入安全PLC的兩個(gè)安全輸入點(diǎn)PLC內(nèi)部做脈沖計(jì)數(shù)和速度計(jì)算。第三層速度抑制用于實(shí)現(xiàn)0.3m/s和0.7m/s這兩個(gè)限速邏輯當(dāng)車速超過閾值時(shí)安全PLC會(huì)屏蔽人員檢測(cè)裝置的抑制信號(hào)或直接觸發(fā)保護(hù)性停車。三層之間還有一個(gè)穩(wěn)定性聯(lián)動(dòng)要考慮。表1里4.7穩(wěn)定性一行寫著“避免由于速度、轉(zhuǎn)向以及負(fù)載產(chǎn)生的不穩(wěn)定性PLc”并且備注是“僅潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)”。這說明穩(wěn)定性控制不是直接保護(hù)人員而是防止車輛側(cè)翻或貨物跌落帶來的二次傷害。工程上常見做法是增加安全限位開關(guān)和拉伸編碼器來監(jiān)控轉(zhuǎn)向角度和負(fù)載位置當(dāng)轉(zhuǎn)向角度或負(fù)載位置超過閾值時(shí)限制速度或禁止舉升。這條雖然PL只是c但它和速度控制是聯(lián)動(dòng)的不能孤立地看。4. 人員檢測(cè)與ESPE區(qū)域0.3m/s、0.7m/s、180mm三個(gè)邊界值的用法人員檢測(cè)是表1里行數(shù)最多的部分也是安全回路里最復(fù)雜的部分。它牽扯到行駛方向檢測(cè)、間隙區(qū)域檢測(cè)、轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)向檢測(cè)、手動(dòng)模式下的抑制和恢復(fù)每一個(gè)場(chǎng)景對(duì)應(yīng)不同的PL要求。這一章把人員檢測(cè)拆成三條主線講直線行駛時(shí)怎么檢測(cè)、轉(zhuǎn)彎和原地轉(zhuǎn)向時(shí)怎么檢測(cè)、人員檢測(cè)被抑制時(shí)怎么恢復(fù)。4.1 行進(jìn)方向檢測(cè)PLd何時(shí)允許抑制、抑制后怎么恢復(fù)表1第16行行進(jìn)方向的人員檢測(cè)“人員碰撞路徑上人員識(shí)別后停止”PLd。這是人員檢測(cè)系統(tǒng)的主功能必須覆蓋車輛行進(jìn)方向的碰撞路徑。第18行進(jìn)一步補(bǔ)充手動(dòng)模式或維修模式下跨越人員檢測(cè)裝置可能要求PLd手動(dòng)松開后功能恢復(fù)。這兩條合起來的意思是——自動(dòng)模式下人員檢測(cè)必須全程有效任何條件下不允許在速度大于0.3m/s時(shí)抑制它手動(dòng)或維修模式下如果你確實(shí)需要跨越檢測(cè)裝置那么系統(tǒng)必須處于PLd的保護(hù)狀態(tài)并且跨越結(jié)束后需要手動(dòng)復(fù)位檢測(cè)功能才能恢復(fù)不允許自動(dòng)恢復(fù)。這個(gè)“手動(dòng)松開后功能回復(fù)”很容易被實(shí)現(xiàn)成“檢測(cè)到人離開區(qū)域后自動(dòng)恢復(fù)”這在標(biāo)準(zhǔn)里是不允許的。手動(dòng)模式的進(jìn)入和退出都應(yīng)該是一個(gè)有意識(shí)的操作動(dòng)作進(jìn)入時(shí)通過鑰匙開關(guān)或模式選擇開關(guān)退出時(shí)通過復(fù)位按鈕或確認(rèn)信號(hào)不能因?yàn)槿穗x開了檢測(cè)區(qū)域就自動(dòng)回到自動(dòng)模式。在設(shè)計(jì)上主行進(jìn)方向的檢測(cè)通常用安全激光掃描儀或安全光幕。掃描儀的安全區(qū)域要覆蓋車輛的行駛寬度并且在最高車速下從檢測(cè)到人員到車輛完全停住的停車距離要小于掃描區(qū)域的前沿距離。這個(gè)距離計(jì)算要按最惡劣條件來滿載、最高速度、制動(dòng)器磨損后的最大制動(dòng)距離——按ISO 13849-1的說法這是“性能等級(jí)驗(yàn)證”的一部分。4.2 ESPE區(qū)域與實(shí)際速度聯(lián)動(dòng)直線、橫向、螃蟹方向的區(qū)域設(shè)置表1第5行“適用于直線運(yùn)動(dòng)的ESPE安全檢測(cè)場(chǎng)的大小”列舉了前進(jìn)方向、后退方向、橫向和控制螃蟹方向四個(gè)運(yùn)動(dòng)方向PLc或d原文標(biāo)注存在c和d兩種情形。這一行實(shí)際上是在說ESPE的安全檢測(cè)區(qū)域不是固定的它必須和AGV當(dāng)前的實(shí)際速度、實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向聯(lián)動(dòng)。舉個(gè)例子AGV在直線前進(jìn)時(shí)檢測(cè)區(qū)域只需要覆蓋前進(jìn)方向的路徑寬度和前方停車距離但如果是螃蟹方向移動(dòng)也就是AGV橫向平移那么檢測(cè)區(qū)域必須覆蓋橫向的掃掠范圍因?yàn)檐圀w橫移時(shí)的碰撞路徑和前進(jìn)時(shí)完全不同。如果檢測(cè)區(qū)域沿用的還是前進(jìn)方向的設(shè)置橫向移動(dòng)時(shí)兩側(cè)就會(huì)露出盲區(qū)這是典型的“區(qū)域選型錯(cuò)誤”。工程實(shí)現(xiàn)上ESPE區(qū)域切換一般由安全PLC根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)給出的運(yùn)動(dòng)方向信號(hào)來觸發(fā)PLC內(nèi)部預(yù)置多組區(qū)域配置根據(jù)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)模式選擇對(duì)應(yīng)的區(qū)域組合。這里要注意的是區(qū)域切換本身也是一個(gè)安全功能切換信號(hào)必須來自安全回路或經(jīng)過安全PLC確認(rèn)不能直接由普通導(dǎo)航控制器輸出到掃描儀否則切換信號(hào)一旦失效檢測(cè)區(qū)域就會(huì)停在錯(cuò)誤配置上。4.3 轉(zhuǎn)彎和旋轉(zhuǎn)時(shí)的側(cè)場(chǎng)0.7m/s限速下的人員檢測(cè)策略表1第6行和第7行專門討論ESPE在轉(zhuǎn)向或原地轉(zhuǎn)向時(shí)的檢測(cè)區(qū)域?！霸谛羞M(jìn)方面上沒有速度不做速度限制”這句話針對(duì)的是原地旋轉(zhuǎn)工況——車體原地轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)行進(jìn)方向速度為零但車體本身的掃掠會(huì)威脅到周邊人員所以不能因?yàn)樗皼]有行進(jìn)速度”就撤銷檢測(cè)區(qū)域而是要根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向配置對(duì)應(yīng)的側(cè)向檢測(cè)區(qū)域。第7行“調(diào)整安全檢測(cè)區(qū)域速度限制在0.7m/s”針對(duì)的是轉(zhuǎn)彎和旋轉(zhuǎn)工況下選擇錯(cuò)誤安全措施時(shí)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)PLc。這一行的完整含義是AGV在轉(zhuǎn)彎時(shí)如果你不打算把速度壓到極低那么就必須加側(cè)場(chǎng)檢測(cè)加了側(cè)場(chǎng)檢測(cè)的前提下最大轉(zhuǎn)彎速度是0.7m/s。反過來如果你不想加側(cè)場(chǎng)那把轉(zhuǎn)彎速度降到0.3m/s以下也是可以接受的。兩種方案對(duì)應(yīng)不同的PL等級(jí)和不同的檢測(cè)區(qū)域配置具體怎么選主要看你這個(gè)項(xiàng)目對(duì)節(jié)拍的要求有多高。側(cè)場(chǎng)檢測(cè)的典型配置是在車體兩側(cè)額外安裝兩個(gè)安全掃描儀掃描區(qū)域覆蓋側(cè)向的掃掠寬度。檢測(cè)區(qū)域和轉(zhuǎn)彎速度是聯(lián)動(dòng)的轉(zhuǎn)彎速度越高側(cè)場(chǎng)檢測(cè)區(qū)域要越大。如果側(cè)場(chǎng)區(qū)域不夠大安全PLC會(huì)把允許的轉(zhuǎn)彎速度往下調(diào)形成一個(gè)閉環(huán)的速度-區(qū)域聯(lián)動(dòng)。這一個(gè)功能在調(diào)試時(shí)最容易出現(xiàn)“區(qū)域設(shè)了但速度沒降”的問題原因往往是側(cè)場(chǎng)掃描儀的檢測(cè)數(shù)據(jù)沒有參與速度限制計(jì)算只參與了停車觸發(fā)這會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎時(shí)車輛不會(huì)主動(dòng)減速直到撞到人才停車違背了“調(diào)整安全檢測(cè)區(qū)域速度限制”的本意。5. 避坑表1落地時(shí)最容易翻車的五個(gè)解讀錯(cuò)誤PL分配這件事表面看是查表實(shí)際工程落地時(shí)坑非常多。下面五條是我在項(xiàng)目評(píng)審和相關(guān)方核對(duì)中反復(fù)見過的真實(shí)問題每條按遇到的現(xiàn)象、根本原因、解決方式展開。5.1 現(xiàn)象一把4.4自動(dòng)充電的PLb當(dāng)成“不需要安全設(shè)計(jì)”現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)的情況是——充電樁和AGV之間的充電連接失活功能只做了一個(gè)簡單的接觸器斷開沒有任何互鎖邏輯理由是“表1說PLb不用進(jìn)安全回路”。實(shí)際上PLb只是說這個(gè)功能的性能等級(jí)需求低不代表它不需要可靠性設(shè)計(jì)。按ISO 13849-1的架構(gòu)要求PLb大致對(duì)應(yīng)Category 2或部分Category 3的架構(gòu)至少要滿足基本的診斷覆蓋率和可控的失效行為。而且表1備注里“不需要進(jìn)安全回路”特指的是“不需要把充電連接失活信號(hào)接入安全PLC的安全輸入”但斷電時(shí)序、觸點(diǎn)粘接檢測(cè)這些基本保護(hù)仍然要有。正確的做法是充電連接失活用普通PLC控制但加一個(gè)觸點(diǎn)狀態(tài)反饋來檢測(cè)接觸器是否正常斷開發(fā)現(xiàn)異常就禁止車輛啟動(dòng)。5.2 現(xiàn)象二末端停止被當(dāng)成普通停車沒進(jìn)安全回路第15行“終止危險(xiǎn)發(fā)生人員觸發(fā)急停PLd末端停止需要按照急停處理進(jìn)安全回路”。這里說的是AGV在路徑末端、充電位、輸送線對(duì)接點(diǎn)的停止不能只靠導(dǎo)航系統(tǒng)的定位停車必須有一套獨(dú)立于導(dǎo)航的安全停止邏輯。實(shí)際項(xiàng)目里有些終端停止是通過導(dǎo)航控制器輸出“到位停止”信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的這個(gè)信號(hào)一旦丟失車輛就會(huì)繼續(xù)往前沖。解決方式是把末端停止做成一個(gè)安全停車功能由安全PLC檢測(cè)限位開關(guān)或末端傳感器的信號(hào)直接觸發(fā)安全制動(dòng)回路不走導(dǎo)航鏈路。PL等級(jí)要按急停對(duì)待也就是d。5.3 現(xiàn)象三0.3m/s和0.7m/s混用直線工況用了轉(zhuǎn)彎限速0.3m/s是自動(dòng)模式下抑制人員檢測(cè)的速度上限0.7m/s是轉(zhuǎn)彎時(shí)帶側(cè)場(chǎng)檢測(cè)的速度上限。有些人把這兩個(gè)值記混了出現(xiàn)兩種錯(cuò)誤一種是在直線行駛時(shí)允許0.7m/s且抑制人員檢測(cè)理由是“標(biāo)準(zhǔn)里說0.7m/s以下可以防”另一種是在轉(zhuǎn)彎時(shí)只把速度降到0.3m/s但沒加側(cè)場(chǎng)導(dǎo)致側(cè)向掃掠區(qū)域完全沒有保護(hù)。正確理解是0.7m/s這個(gè)值只屬于轉(zhuǎn)彎/旋轉(zhuǎn)場(chǎng)景而且前置條件是側(cè)場(chǎng)檢測(cè)存在0.3m/s是“可以抑制人員檢測(cè)”的上限和轉(zhuǎn)彎限速是兩套獨(dú)立的邏輯。做安全PLC程序時(shí)建議把這兩個(gè)限速條件分別做成獨(dú)立的判斷模塊并在HMI上顯示當(dāng)前正處于哪個(gè)限速模式下調(diào)試時(shí)一目了然。5.4 現(xiàn)象四點(diǎn)動(dòng)功能只做了普通繼電器控制沒有安全停車第24行“點(diǎn)動(dòng)功能意外運(yùn)動(dòng)或者碰撞導(dǎo)致的負(fù)載下落和下壓危險(xiǎn)”PLc。點(diǎn)動(dòng)功能是維修或調(diào)試時(shí)用的一種低速步進(jìn)操作要求是“不點(diǎn)不動(dòng)”也就是操作人員松開點(diǎn)動(dòng)按鈕運(yùn)動(dòng)必須立即停止。實(shí)際項(xiàng)目里常見做法是點(diǎn)動(dòng)按鈕接入普通控制柜通過普通繼電器控制電機(jī)這在點(diǎn)動(dòng)按鈕粘連或繼電器觸點(diǎn)卡死時(shí)電機(jī)會(huì)一直運(yùn)行形成下壓危險(xiǎn)。正確做法是點(diǎn)動(dòng)使能信號(hào)接入安全PLC點(diǎn)動(dòng)按鈕采用雙通道輸入松開按鈕時(shí)安全PLC觸發(fā)保護(hù)性停車并禁止驅(qū)動(dòng)輸出。PLc不算高但也要有基本的雙通道和診斷。5.5 現(xiàn)象五手動(dòng)模式抑制人員檢測(cè)后系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)第18行提到“手動(dòng)或者維修模式下跨越人員檢測(cè)裝置可能要求PLd手動(dòng)松開后功能恢復(fù)”。常見實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤是人員檢測(cè)裝置被旁路后操作員離開檢測(cè)區(qū)域系統(tǒng)檢測(cè)到區(qū)域內(nèi)無人就自動(dòng)恢復(fù)自動(dòng)模式。標(biāo)準(zhǔn)要求的是手動(dòng)復(fù)位也就是必須有人明確操作一個(gè)復(fù)位按鈕系統(tǒng)才恢復(fù)到正常檢測(cè)狀態(tài)。這個(gè)設(shè)計(jì)是為了防止操作員還在危險(xiǎn)區(qū)域附近時(shí)系統(tǒng)因?yàn)椤翱雌饋頉]人”就自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。解決方式是在安全PLC程序里增加一個(gè)復(fù)位條件只有模式選擇開關(guān)回到自動(dòng)檔、且復(fù)位按鈕被按下檢測(cè)功能才重新激活。這個(gè)復(fù)位信號(hào)同樣要進(jìn)安全回路不能只做一個(gè)HMI軟按鈕。6. 從表1到安全回路驗(yàn)收用一張矩陣核對(duì)你的PL分配表1的最終用途是指導(dǎo)驗(yàn)收。我的習(xí)慣是把它轉(zhuǎn)成一張項(xiàng)目專用的PL核對(duì)矩陣逐行確認(rèn)每個(gè)安全功能實(shí)際做到了哪個(gè)PL驗(yàn)證手段是什么以及是否滿足表1的最低要求。矩陣的列建議這樣設(shè)計(jì)安全功能、表1要求PL、實(shí)際架構(gòu)類別、診斷覆蓋率、MTTFd估算、驗(yàn)證方式、結(jié)論。以某個(gè)具體的AGV項(xiàng)目為例剎車系統(tǒng)和停車系統(tǒng)用失電制動(dòng)器加雙通道接觸器架構(gòu)類別按Category 3設(shè)計(jì)診斷覆蓋率按90%估算MTTFd按手冊(cè)取高值對(duì)照ISO 13849-1的計(jì)算結(jié)果落到了PLd結(jié)論是滿足表1要求。人員檢測(cè)主功能用雙通道安全激光掃描儀通過安全PLC輸出停車指令同樣按Category 3計(jì)算PLd滿足。而穩(wěn)定性監(jiān)控只做到了限位開關(guān)加編碼器監(jiān)測(cè)按Category 2估算只有PLc恰好滿足4.7穩(wěn)定性這行的c級(jí)要求但如果現(xiàn)場(chǎng)要求更高就得升級(jí)架構(gòu)。做完P(guān)L計(jì)算表之后還必須做一步驗(yàn)證故障注入。我在某次項(xiàng)目測(cè)試中吃過虧當(dāng)時(shí)PL計(jì)算表所有項(xiàng)都滿足但現(xiàn)場(chǎng)做斷線測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)速度監(jiān)測(cè)編碼器的其中一路信號(hào)斷掉后安全PLC沒有進(jìn)入安全狀態(tài)因?yàn)槌绦蚶镏蛔隽恕皟陕匪俣炔灰恢隆钡脑\斷沒做“單路信號(hào)丟失”的診斷導(dǎo)致斷線后系統(tǒng)按單路信號(hào)繼續(xù)運(yùn)行。這個(gè)問題用計(jì)算表是發(fā)現(xiàn)不了的必須通過實(shí)際斷開每一路安全輸入信號(hào)來驗(yàn)證系統(tǒng)是否按預(yù)期停車。從那以后我每次做安全回路驗(yàn)收都強(qiáng)制要求走一遍“逐路斷線、逐路短路、屏蔽信號(hào)”三步測(cè)試并且把測(cè)試結(jié)果記錄在PL核對(duì)矩陣?yán)锎_保每個(gè)功能不只是理論上達(dá)標(biāo)而是在實(shí)際線路上能安全失效。PL分配這件事標(biāo)準(zhǔn)給了你起點(diǎn)但真正的安全性是靠逐條驗(yàn)證堆出來的。希望這些梳理對(duì)你手頭的項(xiàng)目有實(shí)際幫助。本文還有配套的精品資源點(diǎn)擊獲取