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安全101®|二級光幕與四級光幕的區(qū)別是?

http://m.sharifulalam.com 2020-05-12 16:03 來源:廣州市西克傳感器有限公司

看了上一期的《安全101®|安全光幕與非安全光幕的區(qū)別是?》,同學(xué)們都知道了要用安全光幕來實現(xiàn)人身安全防護。但是有些細心的同學(xué)發(fā)現(xiàn),同樣是安全光幕,也有不同的安全等級,到底應(yīng)該如何選擇呢?

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我們平常所說的“二級”和“四級”,其實是指IEC 61496標(biāo)準(zhǔn)中的type 2和type 4這兩種光幕。

其中二級光幕一般能達到ISO 13849中的PL c等級,最高能達到Pl d;而四級光幕能夠達到PLe等級。等級越高,發(fā)生危險故障的概率越小:

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對于有可能會導(dǎo)致人員重傷(如斷肢、死亡等)的場合,就需要確保極低的危險故障概率,因此要使用達到PL e的四級光幕;對于只會導(dǎo)致人員輕傷(如皮外傷)的場合,可以接受較高的故障概率,則可以使用達到PL c的二級光幕。

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光幕的防錯能力

上一期我們講過,二級安全光幕都有一個“看門狗”,利用周期性的脈沖來監(jiān)控CPU的運行狀態(tài)。一旦發(fā)生故障,沒有按時“喂狗”,就會“被狗咬”,使系統(tǒng)重啟。

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二級安全光幕的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

但是我們發(fā)現(xiàn),從發(fā)生故障到“被狗咬”這段時間,CPU是沒有被監(jiān)控到的。此時如果有人進入光幕保護區(qū),光幕可能無法及時做出反應(yīng),因此存在一定的風(fēng)險。

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二級安全光幕的檢測時序

而四級光幕與二級光幕的一個重要區(qū)別,是帶有兩個CPU。這兩個CPU彼此互相監(jiān)控,一旦其中一個發(fā)生故障,另一個CPU可以馬上檢測出來。

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四級安全光幕的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

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四級安全光幕的檢測時序

這兩個CPU除了監(jiān)控彼此的狀態(tài),還負責(zé)監(jiān)控各自的輸出信號。它們的輸出信號并不是簡單的高電平,而是帶有測試脈沖的高電平信號,而且兩路的測試脈沖還有一定的相位差!

萬一輸出信號與24V短接,或兩路輸出被短接在一起,根據(jù)波的疊加原理,只要是脈沖被疊加丟失,CPU都能檢測到脈沖的丟失或異常,使系統(tǒng)立刻停機。

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正常狀態(tài)下的測試脈沖

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兩路輸出被短接時的測試脈沖

這種嚴(yán)密的監(jiān)控機制使得四級安全光幕對于故障具有極短的響應(yīng)時間。以SICK的deTec4 Core四級光幕為例,它的響應(yīng)時間不超過22ms。

光幕的光學(xué)性能

光幕發(fā)出的光并不是一條完美的直線,而是類似于圓錐,具有一定的發(fā)散角。光束的發(fā)散角越大,光幕在對準(zhǔn)時允許偏差的角度就越大。

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光幕的偏差角

但是安全光幕對偏差角都有嚴(yán)格的要求:安全等級越高,光幕的偏差角越小。

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這是為了防止因光束發(fā)散角過大,遇到反射物時造成盲區(qū)。下圖就是光束發(fā)散角過大的一個反面例子:

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光幕的光束發(fā)散角過大,

光束在鄰近物體的反射下繞開了闖入人員

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由上圖可以看出,光束發(fā)散角越大,光幕安裝時就越要遠離反射物,這就對光幕的使用環(huán)境提出了更高的要求。下面我們以光幕發(fā)射端和接收端相距8M的情況為例,對二級光幕和四級光幕做一個對比:

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四級光幕的安裝面至少與反射物相距350mm

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二級光幕的安裝面至少與反射物相距700mm

也就是說,為了防止光幕的光在附近的反射面發(fā)生反射,二級光幕與反射面之間需要預(yù)留比四級光幕多一倍的距離!

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