如何快速有效地搭建安全AMR系统？

 

上月底获得SGS颁发CE认证的仙工智能（SEER）无人搬运底盘AMB-300XS，其最大特点是安全。

下文将从如何选择安全AMR系统所需硬件元器件、如何搭建安全等级回路以及借助SYSTEMA分析工具验证系统整体安全分数等级来说明如何在已有的AMR系统上搭建符合安全规范的AMR硬件系统。

本文以工程实际案例出发，以工程案例说明搭建安全AMR硬件平台的方法。设计中因参考的安全标准条目太多。这里列出方法所依据的参考标准如下：EN1525-1998、IEC 61508-1/2/3/4/5/6/7 -2010、IEC 62061-2015、ISO13849-1/2-2015、ISO 3691-4-2020。

在说AMR安全体系中的硬件选型之前，我们先说说为什么要关注AMR的安全性。

在美国，AMR安全标准是由ANSI B56.5 - 2012“无人驾驶、自动导向工业车辆安全标准和载人工业车辆自动化功能标准”确定，而欧洲AMR安全标准是EN1525: 1997“工业卡车的安全-无人驾驶卡车及其系统”，两者均订明与自动驾驶车辆的设计、操作及保养有关的安全规定。

所以，为了保证AMR系统的安全，AMR必须遵守一些安全规则或相关标准，这就意味着AMR必须配有安全传感器及相关装置，以避免和主动预防风险。

 

01 如何做硬件选型  

我们通常说AMR比传统的手动车辆（如传统叉车）更安全，原因可能是AMR的主要优点之一是不会伤害人或损坏基础设施。

但从安全标准的角度出发，实现所需目标的第一考虑要素便是能够确保AMR在危险状态下可以稳定安全制动的安全控制系统，所以我们在选取AMR的电机和驱动器、车身导航激光、安全控制器以及AMR外部可以通过紧急制动的控制元器件做了特别考虑。

在选择系统硬件元件及搭建的安全回路也是参考IEC 61508安全标准自动引导车辆需要符合安全完整性等级SIL2（PL d）的要求来实行。而AMR安全传感器及部件有电机驱动器STO、安全编码器、紧急停止按钮、安全PLC、安全继电器。

02 具体硬件选型方案  

 

SICK公司推出的安全激光扫描仪-nanoScan3Core/nanoScan3 Pro符合安全完整性等级SIL2要求。单激光扫描角度覆盖范围275°，一般采用对角双激光的安装方案可以达到360°扫描覆盖范围，该器件直接提供了PFHD危险失效率，该数据稍后在计算安全回路分数的时候需要用到。

 

电机驱动器选用MOONS’公司的M2DC系类直流伺服驱动器，工程人员可根据具体AMR负载要求选择电机驱动功率等级，获取STO安全失效率参数用于后续安全分数计算。

 

SICK推出的DFS60S系类增量式正余弦编码器满足安全完整性等级SIL2，编码器每圈输出1024周期数。

 

紧急停止开关的选择，由于机械开关并没有直接提供安全失效率计算，实际在安全回路中是采用B10D安全使用周期和nop器件平均使用次数来最终确定开关的安全失效率的，再就是根据IEC 61508安全规范，急停输入回路必须使用双回路设计，所以选型时要注意。

 

PLC优先还是选择SICK安全套件，在安全AMR应用场合SICK的应用场景覆盖和相应产品线都是比较优秀，该示例中选用1*CPU1+1*Ethernet+2*XTIO+1*MOC的配置，同样每个模块安全完整性等级都符合最低标准SIL2，而且PFHD可以直接获取。

安全继电器用于控制抱闸电路的电源开关，和普通继电器相比，安全继电器的优点是具有触点强制导向功能，也就是说具有了触点失效的检测功能。

 

03 如何搭建安全等级回路  

安全回路目前分为两部分：急停按钮检测回路和激光检测安全回路。

04 使用SYSTEMA安全回路搭建和评估  

 

 

 

在这套安全系统里，每一个硬件配制环节都经过反复测试，从实用性、美观性、经济性等多方面综合考量，并且还配合使用SYSTEMA安全回路搭建和评估以检测AMR是否达到相应的安全标准，使AMR真正做到集功能、安全、实用于一体。

原文标题：【本润谐波 | 技术】如何快速有效地搭建安全AMR系统？

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责任编辑：haq