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    技術干貨丨仙工智能是如何做到快速有效地搭建安全AMR系統?

    2025China.cn   2022年04月27日

      作為AMR,第一要素便是安全,仙工智能資深產品經理將為詳細大家解讀,如何真正做到快速有效地搭建安全AMR系統。

      以下內容依據產品經理自身在安全AMR認證工作中體會和經驗,從如何選擇安全AMR系統所需硬件元器件、如何搭建安全等級回路以及借助SYSTEMA分析工具驗證系統整體安全分數等級來說明如何在已有的AMR系統上搭建符合安全規范的AMR硬件系統。

      本文以工程實際案例出發,以工程案例說明搭建安全AMR硬件平臺的方法。設計中因參考的安全標準條目太多。這里列出方法所依據的參考標準如下:EN1525-1998、IEC 61508-1/2/3/4/5/6/7 -2010、IEC 62061-2015、ISO 13849-1/2-2015、ISO 3691-4-2020。

      在說AMR安全體系中的硬件選型之前,我們先說說為什么要關注AMR的安全性。

      在美國,AMR安全標準是由ANSI B56.5 - 2012“無人駕駛、自動導向工業車輛安全標準和載人工業車輛自動化功能標準”確定,而歐洲AMR安全標準是EN1525: 1997“工業卡車的安全-無人駕駛卡車及其系統”,兩者均訂明與自動駕駛車輛的設計、操作及保養有關的安全規定。

      所以,為了保證AMR系統的安全,AMR必須遵守一些安全規則或相關標準,這就意味著AMR必須配有安全傳感器及相關裝置,以避免和主動預防風險。

    01 如何做硬件選型

      我們通常說AMR比傳統的手動車輛(如傳統叉車)更安全,原因可能是AMR的主要優點之一是不會傷害人或損壞基礎設施。

      但從安全標準的角度出發,實現所需目標的第一考慮要素便是能夠確保AMR在危險狀態下可以穩定安全制動的安全控制系統,所以我們在選取AMR的電機和驅動器、車身導航激光、安全控制器以及AMR外部可以通過緊急制動的控制元器件做了特別考慮。

      在選擇系統硬件元件及搭建的安全回路也是參考IEC 61508安全標準自動引導車輛需要符合安全完整性等級SIL2(PL d)的要求來實行。而AMR安全傳感器及部件有電機驅動器STO、安全編碼器、緊急停止按鈕、安全PLC、安全繼電器。

    02 具體硬件選型方案

      1.SICK公司推出的安全激光掃描儀-nanoScan3 Core/nanoScan3 Pro符合安全完整性等級SIL2要求。單激光掃描角度覆蓋范圍275°,一般采用對角雙激光的安裝方案可以達到360°掃描覆蓋范圍,該器件直接提供了PFHD危險失效率,該數據稍后在計算安全回路分數的時候需要用到。

      2.電機驅動器選用MOONS’公司的M2DC系類直流伺服驅動器,工程人員可根據具體AMR負載要求選擇電機驅動功率等級,獲取STO安全失效率參數用于后續安全分數計算。

      3.SICK推出的DFS60S系類增量式正余弦編碼器滿足安全完整性等級SIL2,編碼器每圈輸出1024周期數。

      4.緊急停止開關的選擇,由于機械開關并沒有直接提供安全失效率計算,實際在安全回路中是采用B10D安全使用周期和nop器件平均使用次數來最終確定開關的安全失效率的,再就是根據IEC 61508安全規范,急停輸入回路必須使用雙回路設計,所以選型時要注意。

      5.PLC優先還是選擇SICK安全套件,在安全AMR應用場合SICK的應用場景覆蓋和相應產品線都是比較優秀,該示例中選用1*CPU1+1*Ethernet+2*XTIO+1*MOC的配置,同樣每個模塊安全完整性等級都符合最低標準SIL2,而且PFHD可以直接獲取。

      6.安全繼電器用于控制抱閘電路的電源開關,和普通繼電器相比,安全繼電器的優點是具有觸點強制導向功能,也就是說具有了觸點失效的檢測功能。

    03 如何搭建安全等級回路

      安全回路目前分為兩部分:急停按鈕檢測回路和激光檢測安全回路。

    急停按鈕檢測回路示意圖

    激光檢測安全回路示意圖

    04 使用SYSTEMA安全回路搭建和評估

      在這套安全系統里,每一個硬件配制環節都經過反復測試,從實用性、美觀性、經濟性等多方面綜合考量,并且還配合使用SYSTEMA安全回路搭建和評估以檢測AMR是否達到相應的安全標準,使AMR真正做到集功能、安全、實用于一體。

      未來,仙工智能會一直踐行以此為標準的安全規范,堅持“安全為第一生產力”的準則,向工廠物流系統提供更安全可靠的工業設備,為智能制造領域貢獻綿薄之力,為合作伙伴創造價值!

    (來源:仙工智能供稿)

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