让机器控制既“安全”又“高生产力”的智能传感系统

智能传感系统的发展，为使用强大的安全系统来优化高速生产环境中的货物流动提供了更多机会。

高生产率和动态自动化往往取决于各个流程之间物料流的优化。实现接近连续的流动是最终目标，包括在生产线的末端，货物需要包装、码垛和转移以进行后续的配送。

随着物料搬运自动化程度的提高，例如，使用移动运输系统、输送机或铰接机器人,人员受伤的风险也随之增加。与此同时，生产团队可能面临着引入更大的制造灵活性、最大限度地减少机器设置时间和提高车间利用率的压力。

在这种情况下，安全系统很容易被认为是必要的，但对实现最快速、不间断的过程可能会产生适得其反的作用。物理防护或手动停止和重新启动所造成的干扰，会被视为提高生产率的障碍。它们甚至会引起恼怒，诱使不耐烦的操作员越过系统，采取不安全的做法。

好消息是，智能传感系统的发展为使用强大的安全系统来优化高速生产环境中的货物流动提供了更多机会。它们避免了不必要的停工和停机，同时还可以持续保护人员安全。

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物理防护

对于输送机上的瓶子、工件或巧克力棒等小物件，通常可以使用与危险区域保持正确安全距离的物理通道来保护人员，这只需较低等级的技术即可实现。

然而，在其他一些类型的生产装置中，物理防护装置或通道可能不太合适或会占用太多空间。一旦建成，通常就无法轻易适应产品或纸箱形状的变化，也无法接受比防护装置更大的物体。因此，在许多机器上，例如输送线上，都使用了电敏感防护设备（ESPE），如安全光幕和安全激光扫描仪。

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保护区域

为了确保材料的持续流动，ESPE必须允许物体通过保护区，而不会触发停机的安全响应，但如果有人伸手进入保护区，则必须做出反应。最常见的实现方法是在材料通过时暂时“屏蔽”ESPE，使用额外的传感器来检测识别出的物体或人。但这样做也有一些弊端，当保护系统被短暂绕过时，屏蔽系统仍有残余风险。屏蔽传感器需要额外的空间，安装和维护需要花费更多的时间和精力，而且有移位或损坏的风险。

光幕系统可以提供更大的灵活性，通过集成的出入监控（muting）装置安装安全出入保护。预配置的即插即用解决方案，可以指定为用于快速安装、连接和调试的完整muting套件。

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安全激光扫描仪

与安全光幕一样，安全激光扫描仪是可用于人/材料区分的ESPE。安全激光扫描仪常用于设置水平保护场，例如在AGV上，也可以应用于垂直场合。它的优势是，在安全光幕只能旁路一定数量光束的情况下，可以设置安全激光扫描仪来识别轮廓更复杂的形状，并且可以动态改变其扫描场。这样就不需要额外的防护装置或传感器来检测ESPE屏蔽时是否有人接近机器。

此外，使用具有安全通信接口（如CIP Safety、ProfiSafe或SICK EFIPro）的扫描仪，可以同时评估多个领域，以开发更复杂的人、材识别应用程序。SICK的安全应用是一个预先认证的解决方案，最初是为汽车装配中的材料传输站而开发的。它使用智能保护场评估来实现自适应生产过程，以便不同的车辆或其它物体可以通过。检测场动态变化，例如允许车辆通过，同时光栅的其余部分仍然发挥保护作用。

智能传感系统的发展，也使安全光幕解决方案能够作为典型muting的预认证替代品进行推广。任何类型4的ESPE，只需使用一个安全控制器即可同时评估多个材料闸门，从而配置为安全出入口。

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智能安全光幕

最近，出现了即插即用的安全光幕解决方案，它使用智能模式识别来检测预先确定的物体，而无需使用muting传感器。SICK C4000 Fusion和deTec4智能安全光幕可以促进材料的安全流动，而无需接收来自外部机器控制器的信号。通过编程设置，C4000 Fusion可以允许复杂外形通过其水平光束阵列。

人们常常惊讶地发现，安全记录最好的制造商往往也是生产力最高的制造商。当然，机械安全法规和标准是为了保护员工，但精心设计的安全系统也将提高运营效率，而不是阻碍运营效率。因此，选择合适的安全解决方案对实现优化物料流至关重要。

目前正在开发用于机械安全的智能传感系统和软件，使运行人员能够快速安装并获得完全认证的系统，避免不必要的机械停机，同时持续保护员工的安全。

关键概念： 

■ 了解现代机器安全的各种选项。

■ 了解物理防护、屏蔽、保护区域和安全激光扫描仪。

■ 拥有最佳安全记录的制造商通常也是生产率最高的制造商。

思考一下： 

智能传感系统的发展如何帮助企业兼顾安全性与生产效率？

审核编辑：刘清