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工業安全守護神-美國邦納安全光幕系統

前言：

隨著工業自動化越來越重視，出于對“安全"設計和安全裝置的考慮，工業生產逐漸積淀了深入人心的工業人文精神和“以人為本"的思想精髓。機械工業是母工業，是所有產業的基礎。機械安全關系到生產人員的人身安全、企業的財產安全，是可持續發展的重要組成部分，受到廣大機械技術人員和管理人員的高度重視。安全產品成為了企業保護生產的關鍵守護神。
 
為什么要采用安全的產品？先來看一看安全的反面：事故。事故會導致高額成本或者人員損失。事故的損失通常遠遠超過我們的想象，可見事故的所有成本就如一座漂浮的冰山。由于科學技術的突飛猛進，機械安全技術也發展迅速，許多方面已經達到了相當高的水平。如安全繼電器、急停裝置、安全PLC、安全接觸器、安全變頻器、安全運動控制器、安全網絡、安全光幕等等安全產品在電力、化工、冶金、印刷、汽車等行業中被廣泛使用。與傳統的機械設計及安全工程設計方法相比，如今的機械安全技術更具有系統性、綜合性、科學性。 接下來，以機械安全zui常用的安全光幕為例，向讀者介紹一下邦納安全光幕在汽車行業的應用。

安全光幕介紹：

安全光幕由投光器和受光器兩部分組成。投光器發射出調制的紅外光，由受光器接收，形成了一個保護網，當有物體進入保護網，或者在保護網的覆蓋范圍內有光線被物體擋住，通過內部控制線路，受光器電路馬上作出反應，信號立即傳到相應的機械設備，例如機床、沖床等，一旦有人員的肢體進入，就產生中斷信號，相應的高危機器緊急停止運行，以保護人身安全。
另外，光幕還有著非常廣泛的應用，比如在需要不斷送取料的沖壓設備上，如果安裝接觸式安全防護門，則需要操作人員頻繁地開關防護門，這樣不但增加了操作人員的工作量，而且降低了生產效率。在這種情況下，采用光柵和光幕就是*的選擇。在操作人員送取料時，只要有身體的任何一部分遮斷光線，就會導致機器進入安全狀態而不會給操作人員帶來傷害。
光束的密度多少決定了體積多大的身體部分能通過光幕才被檢測。按照人體工程學的數據，成年人的手指直徑應不少于14mm,手掌厚度不少于30mm,手腕直徑不少于40mm，舉例：如果使用的光幕的光軸間距是40mm,光軸直徑是20mm，它的分辨率是40+20=60mm,那么手值，手掌，手腕及手臂都有可能通過光幕而不會被發現。因此，如果想獲得更高的安全性，便需使用較高分辨率的光幕.
使用光柵和光幕時，對安裝有一定的要求，不允許出現人員能夠繞過光柵和光幕而進入到危險區域的情況，也不允許在光柵和光幕附近有反射光線的表面，使接收器能夠接收到反射過來的光線而無法輸出安全開關信號。另外，對光柵和光幕的使用環境也有一定的要求，如果環境中粉塵太大，會影響到光線的發射，從而影響光柵和光幕的使用。
安全光幕的種類及參數：
安全光幕一般分為對射式和反射式兩種類型。
對射式安全光幕是指發光單元、受光單元分別在發光器、受光器內，發光單元發出的光直射到受光單元，從而形成保護光幕的安全光柵裝置。對射式安全光柵由控制器、發光器、受光器及發光傳輸線和受光傳輸線五部分組成。
反射式安全光幕是指發光單元、受光單元都在同一傳感器內，發光單元發出的光通過反射器反射回受光單元，從而形成保護光幕的安全光柵裝置。發光器及反射器兩部分之間形成安全保護屏。每當在安全保護屏受干擾或設備工作不正常時，發光器都發射信號，傳送給壓力機控制系統以防止可能發生的危險運動，停止錘頭下行的危險。反射式光安全光柵由控制器、傳感器、反射器、傳輸線四部分組成。

以下以邦納EZ-SCREEN安全光幕系統在某汽車廠實際實用為例：
 
圖一：汽車廠焊裝車間
1.在汽車廠焊裝線四周，人員需要進出的地方，安裝激光掃描儀AG4、EZ-SCREEN 系列四級光幕，在四周立體空間范圍里采取隔離原則，將人和危險源隔離。EZ- SCREEN系列安全光幕和激光掃描儀AG4時刻偵測，當線體處于輸送工況時，一旦有人員進入的四周立體掃描區域范圍內，安全光幕和激光掃描儀將會檢測到信息，發出信號到安全控制器，使線體立即停止，達到保護人身安全防范作用。
 
圖二：汽車零部件沖壓設備
2.圖二在沖壓設備中，邦納EZ-Screen四級安全光幕系統和OTB光電觸摸式按鈕系統的靈活應用保護了操作人員安全可靠的加工汽車零部件，實際應用中，沖壓設備外安裝固定的光幕防護裝置，采取隔離原則，將人的手指和危險源隔離，一旦安全光幕檢測人指進入，將發出信號到安全繼電器，使機器立即停止，防止意外發生，只有在操作員將零部件放置于沖壓設備之后，EZ-Screen安全光幕檢測到手指離開，機器隨后才能通電，操作員觸摸OTB按鈕，沖壓設備確認啟動，進行加工操作。
 
圖三：鍛壓設備
3.圖三的鍛壓設備兩側裝有一對邦納EZ-SCREEN安全光幕，當汽車的底盤放置到鍛壓設備之下，此時EZ-SCREEN將對鍛壓機器旁邊的人員檢測，確認人員都不在的時候，鍛壓機器才會通電等待啟動鍛壓機器的指令發出后開啟，以保證人員在極其危險的環境下生命安全。
邦納EZ-SCRENN四級安全光幕的選型特點：
1. 14mm和25mm分辨率；
2. 保護高度270到1810mm（140 mm遞增）；
3. 兩件式，調制紅外光；
4. “無盲區"（保護高度等同外殼高度）；
5. 保護距離（兩根光幕之間的距離）：100mm到7m；
6. 可選標準形式產品或串聯形式產品；
7. 通過指示燈和數字顯示方便了解遮擋的光幕位置及數量，可以顯示光幕的診斷信息；
8. 抗EMI、RFI干擾，抗周圍光、防靜電和焊接弧光及閃光燈等光源干擾；
9. 可選1通道、2通道或屏蔽外圍設備監控功能（EDM）；
10. 輔助輸出可選監視OSSD輸出或光幕發射器、接收器的故障監視；
11. 可選發射器測試功能來模擬光幕被遮擋的動作；
12. Dip開關設置復位模式、掃描方式、EDM和反向顯示；
13. 固定盲區通過Teach設置；
14. 抗震動，高可靠的內置線路；
15. 通過FMEA測試，安全可靠；
16. 光幕可以串聯，zui多4套；
17. 2個PNP OSSD輸出，與安全PLC兼容；
18. 響應時間: 8 ～43 ms；

總結：
目前中國的安全設備市場中，71%的產品應用于機械點保護，29%的產品應用于通道入口及危險周邊區域保護。其中安全光幕廣泛應用于汽車行業、包裝行業及橡塑行業，用于通道出入口、危險區域保護、大型設備外圍區域保護、特定區域進出保護等等；邦納公司的安全產品都有非常成熟的應用，操作簡便，同時集合了邦納的光電、視覺、PLC、HMI等等一系列的產品，為用戶提供完整的綜合解決方案，邦納專注于新產品新技術的研發，這種專注能確保邦納在技術、研發和產品等方面均處于地位，做到專業而深入，為不同的用戶提供快捷周到的服務，靈活響應客戶的定制需求。
特別在2010年，美國邦納成功開始實施從“傳感器專家"向以“傳感為核心的綜合自動化方案提供商"整體戰略轉型，在短短的幾年里，不光光是安全產品，邦納的產線擴大至無線產品、HMI觸摸屏及PLC產品線等等，邦納將先進的的產品技術和研發，融入到產品應用中，打造更適用于中國用戶的產品應用解決方案。