安全技术概览
什么是工业安全技术？
工业安全技术涵盖用于保护人员、机器、设备及数据的技术系统、措施和流程。它分为工业安全（Industrial Safety，即保护员工免受机器危害）和工业信息安全（Industrial Security，即保护设备与数据免受攻击）。其目标是最大限度降低风险，确保设备安全运行。
安全相关传感器承担哪些任务？
人员保护和危险区域监控
非接触式保护装置监控工作区域，识别未经授权的干预或人员进入危险机器运动区域。与此同时，智能诊断工具可及早发现并传输故障信息。由此可避免停机时间，最大限度提高设备可用性。
在优化空间内实现高效物流解决方案
安全光栅与预装静默套件配合使用，可在不中断物料流的情况下，将物料安全输送至受保护的设备区域。由此，货物可同时进出，而人员保护始终得到保障。节省空间的集成方式有助于高效利用空间，并提高物料吞吐量。
停机时间优化
自动重启功能将可靠的人员保护与高设备可用性相结合。一旦危险区域重新恢复畅通，安全光栅便自动切换至保护运行模式，并允许机器重启。由此可减少停机时间，支持高效的工作流程。但该功能仅在特定条件下才被允许使用。
通过位置监控和活动保护装置锁定实现过程保护
安全联锁装置可对安全门进行电磁或机电锁定。通过门锁定机制，可为操作人员提供保护，防止机器运动或门后隐藏的危险点造成潜在伤害。同时，还可避免过程中发生意外干预。更高的过程保护意味着更少的停机和故障时间。
人机之间的安全通信
控制装置与配套安全继电器配合使用，可实现对机器和自动化过程的安全控制。由此，可在最大程度保护人员的前提下，可靠地设置、启动、停止或结束应用。
安全传感器与标准传感器有何区别？
安全传感器的设计和应用必须确保即使在发生故障时也不会产生危险。为此，需考虑适用的标准和安全技术要求。正常运行状态下，安全输出端输出 24 V DC。安全状态为关断状态（0 V）。因此，断线或断电也会自动进入安全状态。
该电平符合工业标准，可确保高抗干扰能力、长距离传输中可靠的信号安全性，以及防止误动作，并保护人员和设备。此外，该标准还可实现不同厂商组件之间的简单互操作。为实现最高安全性，安全功能在故障情况下依然保持有效。通过持续比较和回读，可尽早发现故障。
法律依据
| 责任方 | 核心任务 | 法律依据 | 重点提示 |
|---|---|---|---|
| 机械制造商 | 机器的设计和构造必须确保运行、设置和维护均可安全进行。在此过程中，既要考虑按规定使用，也要考虑可合理预见的误用。 | 机械指令 / 机械法规 |
|
| 机器运营商 | 只有在评估了危险、按照最新技术水平实施了合适的保护措施，并确认了安全使用之后，才允许使用作业设备。 | 工业安全条例 |
|
如何确定所需的性能等级？
性能等级（PLr）
所需性能等级，简称 PLr（Performance Level required），在风险评估过程中确定。它规定了安全功能应具备的可靠度，是选型和设计合适保护装置的重要基础。
评估时纳入以下风险参数：
可能伤害的严重程度
危险暴露的频率和持续时间
避免危险或限制损害的可能性
机器制造商确定 PLr
安全完整性等级（SIL）
安全完整性等级（SIL）描述电气、电子及可编程安全相关系统的可靠性。它表示安全功能对现有风险降低的程度，以及发生危险故障的概率。
其分级依据 IEC 61508 或 IEC 61511 分为四个等级——从 SIL 1 到 SIL 4。其中，SIL 1 代表最低要求，SIL 4 代表最高的风险降低要求。
SIL 主要应用于过程工业，以及复杂的工艺与过程技术设备中。在一些国际市场上，功能安全要求通常依据 SIL 等级规定，而非机械制造行业普遍采用的性能等级（PL）或所需性能等级（PLr）。
wenglor 如何确定性能等级（PL）？
传感器的 PL 依据其安全相关架构与可靠性特征参数确定， 评估时考量以下因素：
所用组件发生危险失效的平均时间。
安全通信和信号处理
什么是 OSSD 输出端及其工作原理？
OSSD 输出端（也称安全输出端）是非接触式保护装置的输出端，与机器控制器相连。它们将当前保护状态传输至安全控制器或安全继电器。
若防护区未被遮挡，OSSD 输出端处于导通状态。若防护区被遮挡或检测到安全相关故障，则切换至关断状态。所连接的控制器随即触发预设的保护响应，例如使机器安全停止。
为确保信号可靠传输，安全传感器配备两个独立监控的 OSSD 通道。信号状态及一致性由分析模块进行检查。短测试脉冲还可用于诊断所连接的信号路径。
由此可识别以下故障：
- 短路
- 通道间横向短路（即两个 OSSD 通道之间发生短路）
- 线路中断
- 开关状态错误或不一致
双通道接线
在双通道接线中，安全信号以冗余方式传输至安全控制器。通过持续比较两个通道，可确保可靠识别偏差和单个故障，从而实现更高的性能等级。
反馈回路监控（EDM）
EDM 全称 External Device Monitoring，即外部设备监控，指对外部开关元件的监控。发出关断指令后，安全功能会检查所连接的接触器是否确实已释放。
由此可识别触点粘连或故障。若某个接触器未达到预期状态，系统将阻止机器重新启动。
级联有哪些优势？
级联是指将多个保护装置串联，以监控不同的防护区。由此，所有保护装置可共用一个安全输出端。级联后的保护装置对外表现为单个保护装置。这样便能以更少的接线工作量实现全面的保护方案，并灵活扩展。
优点
减少接线工作量
降低安装成本
减少安全控制器所需的输入端
灵活扩展安全系统
解决方案和重要术语
手指防护、手部防护和人体防护有何区别？
| 手指防护 |
|---|
| 分辨率最高可达 14 mm |
| 识别手指 |
| 安全距离非常短 |
| 应用场景例如：压力机、冲床、折弯自动化设备、半自动化手工工位 |
| 特点：安装得离危险点较近；得益于高分辨率，无需额外安全附加距离 |
| 手部防护 |
|---|
| 分辨率最高可达 30 mm |
| 识别手部 / 手臂 |
| 安全距离中等 |
| 应用场景例如：焊接机器人、托盘上料装置、开卷站 |
| 特点：相比手指防护，所需的最小安全距离更大 |
| 人体防护 |
|---|
| 分辨率为 300 至 500 mm |
| 识别人体 / 人员 |
| 安全距离大 |
| 应用场景例如：通道入口与危险区域，如机器人工作单元 |
| 特点：通常仅需少量光束 |
安全距离如何计算？
安全距离由以下公式得出：S = (K × T) + C
S = 安全距离
K = 接近速度
T = 系统总响应时间
C = 附加安全余量
垂直接近防护区的安全距离
安全光幕与多光束安全光栅的扩展功能
静默安全功能
静默期间，保护功能被有针对性地旁路。配套辅助功能可确保不会有人在未被察觉的情况下进入危险区域。
- 静默持续时间功能
- 输送带停止信号功能
- 静默启用功能
- 方向预设功能
- 部分静默
- 空隙抑制
- 超控功能
抑制功能
抑制功能可将防护区特定区域内的光束遮蔽。与静默不同，抑制功能下的旁路是持续性的。
- 固定抑制
- 带边缘容差的固定抑制
- 浮动抑制
安全光幕的“降低分辨率”功能是指什么？
安全光栅的降低分辨率功能，是指将物体识别的响应阈值调大。此时，光栅不再对每一束光的遮挡都进行评估，而是当规定数量的相邻光束同时被遮挡时，才触发安全功能。
由此，有效检测尺寸会增大，例如从 14 mm 增至 50 mm 或 90 mm。薄片类材料（如板材）可不受干扰地通过防护区，而较大的物体或人体部位仍能被可靠识别。
应用场景：
该功能适用于物料或工件需要穿过防护区、且不能中断生产流程的工况。只要在风险评估和计算所需安全距离时，将改变后的检测尺寸考虑在内，人员保护依然有效。
隔离保护装置
安全联锁装置中的过程保护与人员保护有何区别？
过程保护与人员保护
- 监控对象：锁定机构
- 危险未消除前，门保持锁闭
- 适用于具有危险惯性运动的机器
过程保护
- 监控对象：操动件
- 锁定功能可防止意外开启
- 适用于停机后不存在直接危险的场景
安全开关与安全联锁装置的编码
编码用于建立传感器和对应操动件之间的匹配关系。编码系统可以简便地防范篡改与旁路。
| 编码类型 | 匹配方式 | 工作原理 |
|---|---|---|
| 低编码 | 标准 |
|
高编码 | 一对一，可多次示教 |
|
高编码 | 一对一 |
|
工作电流原理与静态电流原理有何区别？
工作电流原理：通电锁定
工作电流原理依靠给锁定电磁铁供电来实现锁闭。无电压时，安全门解锁，可开启。
电磁铁驱动电压 0 V：安全门解锁
电磁铁驱动电压 24 V：安全门锁定
静态电流原理：通电解锁
静态电流原理依靠弹簧力实现机械锁闭；失电时门保持锁闭， 电磁铁通电才解锁。
电磁铁驱动电压 0 V：安全门锁定
电磁铁驱动电压 24 V：安全门解锁
注意：用于人员防护时，必须满足标准中的专项要求，参见 DIN EN ISO 14119。
