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    1．功能安全技術(shù)^[1]

近幾年在工業(yè)衡器技術(shù)的發(fā)展中，開始引入了功能安全技術(shù)的要求。最新概念的功能安全控制系統(tǒng)的宗旨是提高工業(yè)產(chǎn)品的可靠性與安全性。在工業(yè)衡器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)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(tǒng)。目前在我國工業(yè)自動(dòng)衡器的產(chǎn)品中采用功能安全集成控制系統(tǒng)已初露端倪。在重量自動(dòng)分選衡器、連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器中，皮帶秤、給煤機(jī)、皮帶配料秤、重力式自動(dòng)裝料衡器中的大型稱重配料系統(tǒng)、產(chǎn)品稱重包裝生產(chǎn)線、動(dòng)態(tài)輥道秤、動(dòng)態(tài)膠料秤等產(chǎn)品中，功能安全集成控制系統(tǒng)已有應(yīng)用的實(shí)例。例如：一個(gè)典型的自動(dòng)衡器產(chǎn)品生產(chǎn)稱重系統(tǒng)中，安全鎖、安全急停按鈕、拉線急停開關(guān)、感應(yīng)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(xiàn)場總線等軟硬件動(dòng)作互相關(guān)聯(lián)，組成了一個(gè)完整的功能安全集成控制系統(tǒng)。

       根據(jù)功能安全技術(shù)的要求，工業(yè)自動(dòng)化裝置在設(shè)計(jì)前應(yīng)對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。風(fēng)險(xiǎn)評估的流程是：首先要確定當(dāng)前或者發(fā)展中可能存在風(fēng)險(xiǎn)的等級，通過評估、設(shè)計(jì)、選擇、驗(yàn)證以及維護(hù)等一系列程序來建立真正安全的生產(chǎn)環(huán)境，這些都要遵循相關(guān)的國際安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則。較為復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品系統(tǒng)（SIL3等級以上的）能夠達(dá)到何種安全等級，一般是需要由第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)證的。目前我國主要由一些權(quán)威的外資機(jī)構(gòu)如德國TUV公司等在中國開展了產(chǎn)品安全等級測試及認(rèn)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(jìn)行基于IEC 61508（現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 20438-2006）等標(biāo)準(zhǔn)，對安全設(shè)備的安全完整性等級（SIL）或者性能等級（PL）進(jìn)行評估和確認(rèn)的一種第三方評估、驗(yàn)證和認(rèn)證。

        功能安全認(rèn)證主要涉及：①安全設(shè)備開發(fā)流程的文檔管理（FSM）評估，②硬件可靠性計(jì)算和評估、③軟件評估、④環(huán)境試驗(yàn)、⑤EMC電磁兼容性測試等內(nèi)容。對機(jī)器進(jìn)行過危險(xiǎn)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(jī)器的危險(xiǎn)性降低到可以承受的程度：①在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)將可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)降低到最少；②對于無法避免的危險(xiǎn)，采取必要的安全保護(hù)措施；③對用戶進(jìn)行培訓(xùn)，避免剩余危險(xiǎn)可能導(dǎo)致的傷害。

工業(yè)衡器的機(jī)電部件設(shè)計(jì)安全的具體措施可以是：①對于作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零、部件應(yīng)裝設(shè)防護(hù)罩或防護(hù)擋板、防護(hù)欄桿等安全防護(hù)裝置，以防發(fā)生絞傷；②對于超壓、超載、超溫度、超時(shí)間、超行程等能發(fā)生危險(xiǎn)事故的零、部件，應(yīng)裝設(shè)保險(xiǎn)裝置，如超負(fù)荷限制器、行程限制器、安全閥、溫度繼電器、時(shí)間斷電器等等，以便當(dāng)危險(xiǎn)情況發(fā)生時(shí)，由于保險(xiǎn)裝置的作用而排除險(xiǎn)情，防止事故的發(fā)生。③對于某些動(dòng)作需要對人們進(jìn)行警告或提醒注意時(shí)，應(yīng)安設(shè)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(biāo)志牌等都屬于這類安全裝置。④對于某

些動(dòng)作順序不能搞顛倒的零、部件應(yīng)裝設(shè)聯(lián)鎖裝置。即某一動(dòng)作，必須在前一個(gè)動(dòng)作完成之后，才能進(jìn)行，否則就不可能動(dòng)作。這樣就保證了不致因動(dòng)作順序搞錯(cuò)而發(fā)生事故。

 

       工業(yè)衡器的安全稱重控制系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)措施可以是：①安全開關(guān)的雙觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；②安全繼電器的雙通道輸入設(shè)計(jì)；③安全PLC的雙CPU結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；④控制軟硬件的冗余容錯(cuò)技術(shù)設(shè)計(jì)；⑤考慮完整的安全儀表回路設(shè)計(jì)；⑥考慮系統(tǒng)在線可維護(hù)性設(shè)計(jì)；⑦使用在線測試技術(shù)；⑧重視整個(gè)安全生命周期內(nèi)設(shè)計(jì)、實(shí)施、維護(hù)規(guī)范；⑨獨(dú)立的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目的管理和實(shí)施。

       盡管越來越多的衡器產(chǎn)品最終用戶和制造商已經(jīng)意識(shí)到安全的重要性，但是不少衡器企業(yè)并未認(rèn)識(shí)到應(yīng)從系統(tǒng)上根本解決安全的問題，安全理念和相關(guān)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施在我國衡器行業(yè)推廣的道路仍然漫長。

 

      2．機(jī)電設(shè)備的電氣安全在衡器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的作用

    在近幾年的衡器產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程的討論中，在衡器同行中對于衡器產(chǎn)品的安全技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)要求，到底是參考實(shí)驗(yàn)室儀器類計(jì)量器具的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)呢，還是參考機(jī)電設(shè)備的安全技術(shù)要求，是有爭議的。

筆者認(rèn)為，衡器技術(shù)隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，工業(yè)衡器的控制與驅(qū)動(dòng)已經(jīng)與計(jì)量密不可分，往往在一套完整的工業(yè)稱重控制柜中，可能既有低電壓電氣組件，又可能出現(xiàn)強(qiáng)電流驅(qū)動(dòng)電路，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置與稱量裝置是互相錯(cuò)落交叉的。但遺憾的是，目前我國大部分衡器業(yè)界和衡器計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)對于工業(yè)控制儀器儀表安全的認(rèn)識(shí)普遍不足，始終認(rèn)為計(jì)量是衡器的本分，安全是用戶或其它工業(yè)部門考慮的事情。持該觀點(diǎn)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(qiáng)電安全措施，將會(huì)帶來什么后果。如果不考慮強(qiáng)電干擾與EMC電磁兼容的安全措施，一旦安全措施失效，則計(jì)量裝置將會(huì)癱瘓。

      歐盟國家在前幾年出臺(tái)的CE低電壓安全指令、北美出臺(tái)的UL安全認(rèn)證、俄羅斯CU關(guān)稅同盟最新出臺(tái)的EAC安全標(biāo)志等，均對于進(jìn)口到這些國家和地區(qū)的低電壓設(shè)備設(shè)置了安全技術(shù)法規(guī)屏障，我國在前幾年出臺(tái)的3C認(rèn)證也同樣對于進(jìn)口中國的電子產(chǎn)品設(shè)置了安全的門檻。衡器行業(yè)如何應(yīng)對各種安全指令，需要引起足夠的重視。

 

        3．防爆技術(shù)在衡器產(chǎn)品中的作用

     眾所周知，衡器產(chǎn)品在易燃易爆等特殊使用環(huán)境條件變化的影響將采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施。近幾年，國際電工委員會(huì)出臺(tái)了關(guān)于爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證體系（簡稱IEC Ex體系）Ex/OD 005制造商質(zhì)量體系要求，中國在2003年也出臺(tái)了《防爆電氣產(chǎn)品認(rèn)證工廠質(zhì)量保證能力要求》（等同采用IEC Ex的 Ex/OD 005）認(rèn)證，要求在國內(nèi)的防爆設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)凡已取得IEC Ex防爆產(chǎn)品制造許可證的，每年必須通過防爆電氣產(chǎn)品工廠質(zhì)量保證體系的認(rèn)證審核。IEC Ex體系頒發(fā)的3種證書如下：

①􀀂 防爆型式檢驗(yàn)報(bào)告（IEC Ex Test Report,縮寫Ex TR）

 

②工廠質(zhì)量檢查報(bào)告（IEC Ex Quality Assessment Report,縮寫QAR）

③認(rèn)證證書（IEC Ex IEC Ex認(rèn)證證書Certificate of Conformity，縮寫CoC）

2011年國際標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)與國際電工委員會(huì)將Ex /OD 005 工作文件/第2版《IEC Ex 對制造商質(zhì)量體系要求》進(jìn)行了修訂，并將IEC Ex的 Ex/OD 005文件正式上升為ISO/IEC國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC80079-34（第1.0版2011-04）《爆炸性環(huán)境第34部分：設(shè)備制造商質(zhì)量體系應(yīng)用》）。由此可見，防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量體系的認(rèn)證已經(jīng)成為防爆產(chǎn)品認(rèn)證的重要組成部分。

        近幾年隨著國際防爆技術(shù)的發(fā)展，2010年我國的一些與衡器相關(guān)的主要防爆國家標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)進(jìn)行了修訂。例如：GB 3836.1-2010（IEC 60079-0:2007，MOD）《爆炸性環(huán)境第1部分設(shè)備通用要求》、GB 3836.4-2010（IEC 60079-1:2007，MOD）《爆炸性環(huán)境第4部分：由本質(zhì)安全型“i”保護(hù)的設(shè)備》、GB 3836.2-2010（IEC 60079-11:2006，MOD）《爆炸性環(huán)境第2部分：由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備》、GB 3836.3-2010/IEC 60079-7:2006《爆炸性環(huán)境第3部分：由增安型“e”保護(hù)的設(shè)備》。特別要指出的是新增了GB 3836.20-2010/IEC 60079-26:2006爆炸性環(huán)境第20部分：設(shè)備保護(hù)級別（EPL）為Ga級的設(shè)備。該標(biāo)準(zhǔn)主要針對0區(qū)或跨區(qū)域的危險(xiǎn)場所。規(guī)定了當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)罕見故障或兩個(gè)互相獨(dú)立的故障時(shí)，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有保護(hù)級別（EPL）為Ga級的結(jié)構(gòu)形式。

關(guān)于粉塵類防爆電氣設(shè)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(rèn)證時(shí)才采標(biāo)，對于國內(nèi)的取證中新老標(biāo)準(zhǔn)還在交替過渡中，IEC標(biāo)準(zhǔn)還沒有完全轉(zhuǎn)化為國標(biāo)。特別要指出，在防爆電氣設(shè)備的選型中出現(xiàn)的誤區(qū)是：對于好多需要現(xiàn)場粉塵防爆的設(shè)備選型，好多衡器制造企業(yè)不知道該如何選擇防爆電氣設(shè)備，而只是簡單地選用氣體防爆的電氣設(shè)備。如何加強(qiáng)防爆知識(shí)的宣貫是目前衡器行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

 

         安全生產(chǎn)一直是我們宣傳的企業(yè)可持續(xù)發(fā)展思想，由上所述，衡器技術(shù)的發(fā)展同樣離不開安全生產(chǎn)的重要性。我們一直致力于這一理念的發(fā)展，本著“以人為本”的精神，我們考慮員工的生產(chǎn)安全、客戶的使用安全，已經(jīng)開發(fā)并投入市場的代表產(chǎn)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。