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“綠色衡器”理念與衡器技術的發展 （二）之安全與衡器技術
作者：admin 日期：2013/9/7 10:31:30 閱讀：2507 次
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上期我們講到環保與衡器技術的關系，今天我們就安全對衡器技術的影響與大家分享一下：
1．功能安全技術[1]
近幾年在工業衡器技術的發展中，開始引入了功能安全技術的要求。最新概念的功能安全控制系統的宗旨是提高工業產品的可靠性與安全性。在工業衡器的系統設計中應根據現場的不同安全等級要求，選擇不同的功能安全器件及功能安全系統。目前在我國工業自動衡器的產品中采用功能安全集成控制系統已初露端倪。在重量自動分選衡器、連續累計自動衡器中，皮帶秤、給煤機、皮帶配料秤、重力式自動裝料衡器中的大型稱重配料系統、產品稱重包裝生產線、動態輥道秤、動態膠料秤等產品中，功能安全集成控制系統已有應用的實例。例如：一個典型的自動衡器產品生產稱重系統中，安全鎖、安全急停按鈕、拉線急停開關、感應式安全光幕以及控制柜中的安全繼電器、安全PLC以及安全型現場總線等軟硬件動作互相關聯，組成了一個完整的功能安全集成控制系統。
根據功能安全技術的要求，工業自動化裝置在設計前應對設計方案進行風險評估。風險評估的流程是：首先要確定當前或者發展中可能存在風險的等級，通過評估、設計、選擇、驗證以及維護等一系列程序來建立真正安全的生產環境，這些都要遵循相關的國際安全標準和規則。較為復雜的工業產品系統（SIL3等級以上的）能夠達到何種安全等級，一般是需要由第三方機構進行認證的。目前我國主要由一些權威的外資機構如德國TUV公司等在中國開展了產品安全等級測試及認證工作。我國在前幾年也成立了國家級的功能安全中心，可進行基于IEC 61508（現行國家標準為GB/T 20438-2006）等標準，對安全設備的安全完整性等級（SIL）或者性能等級（PL）進行評估和確認的一種第三方評估、驗證和認證。
功能安全認證主要涉及：①安全設備開發流程的文檔管理（FSM）評估，②硬件可靠性計算和評估、③軟件評估、④環境試驗、⑤EMC電磁兼容性測試等內容。對機器進行過危險性分析后，制造商可以采取如下三種措施來減少事故的可能性，將機器的危險性降低到可以承受的程度：①在設計機器時將可能出現的危險降低到最少；②對于無法避免的危險，采取必要的安全保護措施；③對用戶進行培訓，避免剩余危險可能導致的傷害。
工業衡器的機電部件設計安全的具體措施可以是：①對于作旋轉運動的零、部件應裝設防護罩或防護擋板、防護欄桿等安全防護裝置，以防發生絞傷；②對于超壓、超載、超溫度、超時間、超行程等能發生危險事故的零、部件，應裝設保險裝置，如超負荷限制器、行程限制器、安全閥、溫度繼電器、時間斷電器等等，以便當危險情況發生時，由于保險裝置的作用而排除險情，防止事故的發生。③對于某些動作需要對人們進行警告或提醒注意時，應安設信號裝置或警告牌等。如電鈴、喇叭、蜂鳴器等聲音信號，還有各種燈光信號、各種警告標志牌等都屬于這類安全裝置。④對于某
些動作順序不能搞顛倒的零、部件應裝設聯鎖裝置。即某一動作，必須在前一個動作完成之后，才能進行，否則就不可能動作。這樣就保證了不致因動作順序搞錯而發生事故。
工業衡器的安全稱重控制系統的具體設計措施可以是：①安全開關的雙觸點結構設計；②安全繼電器的雙通道輸入設計；③安全PLC的雙CPU結構設計；④控制軟硬件的冗余容錯技術設計；⑤考慮完整的安全儀表回路設計；⑥考慮系統在線可維護性設計；⑦使用在線測試技術；⑧重視整個安全生命周期內設計、實施、維護規范；⑨獨立的團隊負責整個項目的管理和實施。
盡管越來越多的衡器產品最終用戶和制造商已經意識到安全的重要性，但是不少衡器企業并未認識到應從系統上根本解決安全的問題，安全理念和相關技術與標準的實施在我國衡器行業推廣的道路仍然漫長。
2．機電設備的電氣安全在衡器產品標準中的作用
在近幾年的衡器產品國家標準與規程的討論中，在衡器同行中對于衡器產品的安全技術的標準要求，到底是參考實驗室儀器類計量器具的安全技術標準呢，還是參考機電設備的安全技術要求，是有爭議的。
筆者認為，衡器技術隨著應用領域的不斷擴展，工業衡器的控制與驅動已經與計量密不可分，往往在一套完整的工業稱重控制柜中，可能既有低電壓電氣組件，又可能出現強電流驅動電路，動力驅動裝置與稱量裝置是互相錯落交叉的。但遺憾的是，目前我國大部分衡器業界和衡器計量技術機構對于工業控制儀器儀表安全的認識普遍不足，始終認為計量是衡器的本分，安全是用戶或其它工業部門考慮的事情。持該觀點者往往忽略了最根本的一條，如果衡器裝置僅考慮弱電安全措施，而忽略強電安全措施，將會帶來什么后果。如果不考慮強電干擾與EMC電磁兼容的安全措施，一旦安全措施失效，則計量裝置將會癱瘓。
歐盟國家在前幾年出臺的CE低電壓安全指令、北美出臺的UL安全認證、俄羅斯CU關稅同盟最新出臺的EAC安全標志等，均對于進口到這些國家和地區的低電壓設備設置了安全技術法規屏障，我國在前幾年出臺的3C認證也同樣對于進口中國的電子產品設置了安全的門檻。衡器行業如何應對各種安全指令，需要引起足夠的重視。
3．防爆技術在衡器產品中的作用
眾所周知，衡器產品在易燃易爆等特殊使用環境條件變化的影響將采取相應的設計措施。近幾年，國際電工委員會出臺了關于爆炸性環境用電氣設備安全標準認證體系（簡稱IEC Ex體系）Ex/OD 005制造商質量體系要求，中國在2003年也出臺了《防爆電氣產品認證工廠質量保證能力要求》（等同采用IEC Ex的 Ex/OD 005）認證，要求在國內的防爆設備生產企業凡已取得IEC Ex防爆產品制造許可證的，每年必須通過防爆電氣產品工廠質量保證體系的認證審核。IEC Ex體系頒發的3種證書如下：
① 防爆型式檢驗報告（IEC Ex Test Report,縮寫Ex TR）
②工廠質量檢查報告（IEC Ex Quality Assessment Report,縮寫QAR）
③認證證書（IEC Ex IEC Ex認證證書Certificate of Conformity，縮寫CoC）
2011年國際標準化技術委員會與國際電工委員會將Ex /OD 005 工作文件/第2版《IEC Ex 對制造商質量體系要求》進行了修訂，并將IEC Ex的 Ex/OD 005文件正式上升為ISO/IEC國際標準（ISO/IEC80079-34（第1.0版2011-04）《爆炸性環境第34部分：設備制造商質量體系應用》）。由此可見，防爆電氣產品質量體系的認證已經成為防爆產品認證的重要組成部分。
近幾年隨著國際防爆技術的發展，2010年我國的一些與衡器相關的主要防爆國家標準相應進行了修訂。例如：GB 3836.1-2010（IEC 60079-0:2007，MOD）《爆炸性環境第1部分設備通用要求》、GB 3836.4-2010（IEC 60079-1:2007，MOD）《爆炸性環境第4部分：由本質安全型“i”保護的設備》、GB 3836.2-2010（IEC 60079-11:2006，MOD）《爆炸性環境第2部分：由隔爆外殼“d”保護的設備》、GB 3836.3-2010/IEC 60079-7:2006《爆炸性環境第3部分：由增安型“e”保護的設備》。特別要指出的是新增了GB 3836.20-2010/IEC 60079-26:2006爆炸性環境第20部分：設備保護級別（EPL）為Ga級的設備。該標準主要針對0區或跨區域的危險場所。規定了當設備出現罕見故障或兩個互相獨立的故障時，其結構應該具有保護級別（EPL）為Ga級的結構形式。
關于粉塵類防爆電氣設備，雖然國際上早已有IEC 61241-0:2004《Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust-part 0:General requirements》、IEC 61241-1:2004《Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust-Part 1:Protection by enclosures “tD”》，在中國只有在IEC Ex認證時才采標，對于國內的取證中新老標準還在交替過渡中，IEC標準還沒有完全轉化為國標。特別要指出，在防爆電氣設備的選型中出現的誤區是：對于好多需要現場粉塵防爆的設備選型，好多衡器制造企業不知道該如何選擇防爆電氣設備，而只是簡單地選用氣體防爆的電氣設備。如何加強防爆知識的宣貫是目前衡器行業的當務之急。
安全生產一直是我們宣傳的企業可持續發展思想，由上所述，衡器技術的發展同樣離不開安全生產的重要性。我們一直致力于這一理念的發展，本著“以人為本”的精神，我們考慮員工的生產安全、客戶的使用安全，已經開發并投入市場的代表產品主要有：防爆電子秤,電子吊鉤秤，電子地磅，電子吊稱，電子磅秤。
