全面分析技术干货(Seer)的AMR安全系统。

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上月底,SEER无人底盘AMB-300XS获得SGS颁发的CE认证。它的优点是什么?答案是安全。

获得CE认证意味着SEER获得了正式进入欧盟市场的许可,因为中国科技企业要想让自己的产品在欧盟市场自由流通,必须贴上“CE”标志,这是一个强制性的认证标志,表明产品符合欧盟“技术协调与标准化新方法”指令的基本要求,这是欧盟法律对欧盟内外企业的产品提出的强制性要求。由此可见,SEER。


根据笔者自身在安全AMR认证方面的经验,以下内容从如何选择安全AMR系统所需的硬件组件、如何构建安全等级环以及借助SYSTEMA分析工具验证系统的整体安全评分等级三个方面来说明如何在现有AMR系统上构建符合安全规范的AMR硬件系统。

本文通过工程实例说明了构建安全AMR硬件平台的方法。设计中引用的安全标准项目太多。此处列出的参考标准如下:IEC 61508-1 EN1525-1998/2/3/4/5/6/7-2010,ISO 13849-1 IEC 62061-2015/2-2015,iso 3691-4-2025。

在讨论AMR安全系统中的硬件选择之前,我们先来说说为什么要重视AMR安全。

在美国,AMR安全标准是由ANSI B56.5-2012《无人驾驶和自动引导工业车辆安全标准和有人驾驶工业车辆自动功能标准》确定的,而欧洲AMR安全标准是EN1525: 1997《工业卡车的安全——无人驾驶卡车及其系统》,两者都规定了与自动驾驶车辆的设计、操作和维护相关的安全法规。

因此,为了保证AMR系统的安全性,AMR必须遵守一些安全规则或相关标准,这意味着AMR必须配备安全传感器和相关装置,以避免和主动防范风险。

01如何做硬件选择。

我们通常说AMR比传统的手动挡车辆(比如传统的叉车)更安全,可能是因为AMR的一个主要优点就是不会对人造成伤害,也不会破坏基础设施。

然而,从安全标准的角度来看,实现所需目标的首要考虑是能够确保AMR在危险条件下稳定安全制动的安全控制系统。因此,我们在选择能够通过紧急制动的AMR电机和驱动器、车身导航激光器、安全控制器以及AMR外部的控制部件时,都做了特别的考虑。

在选择系统硬件组件和构建安全回路时,也是参照IEC 61508安全标准来实现的,即自动引导车辆满足安全完整性等级SIL2(PL d)的要求。AMR安全传感器和组件包括电机驱动器STO、安全编码器、紧急停止按钮、安全可编程逻辑控制器和安全继电器。


02具体硬件选择方案。


一个

由SICK公司推出的安全激光扫描仪——nanoscan 3 Core/nanoscan 3 Pro满足安全完整性等级SIL2的要求。单激光器的扫描角度覆盖范围为275°,对角双激光器的安装方案可达到360°扫描覆盖范围。该装置直接提供PFHD危险故障率,稍后在计算安全回路得分时将使用该故障率。


2

电机采用MOONS公司的M2DC系列DC伺服驱动器,工程师可以根据具体的AMR负载要求选择电机驱动功率水平,并获得STO安全故障率参数,用于后续的安全评分计算。


由SICK推出的DFS60S增量式正弦余弦编码器满足安全完整性等级SIL2,编码器每圈输出1024个周期。


对于急停开关的选择,由于机械开关不直接提供安全故障率的计算,实际上开关的安全故障率最终是利用B10D安全使用周期和安全回路中nop装置的平均次数来确定的。此外,根据IEC 61508安全规范,急停输入电路必须采用双回路设计,因此在选择开关时应注意。


PLC优先选择SICK安全套件,SICK的应用场景覆盖和相应产品线在安全AMR应用中表现出色。本例选择1 * CPU1+1 *以太网+2*XTIO+1*MOC的配置,各模块的安全完整性等级也满足最低标准SIL2,可直接获得PFHD。


安全继电器用于控制制动电路的电源开关。与普通继电器相比,安全继电器具有触点强制导向的优点,也就是说,它具有检测触点故障的功能。


03如何构建安全等级循环。

目前,安全电路分为紧急停止按钮检测电路和激光检测安全电路两部分。


△紧急停止按钮检测电路示意图。


△激光探测安全电路示意图。


04使用SYSTEMA安全循环来构建和评估。




在这套安全系统中,每一个硬件准备环节都经过反复测试,从实用性、美观性、经济性等方面进行了综合考虑。此外,还利用SYSTEMA安全回路进行搭建和评估,测试AMR是否符合相应的安全标准,使AMR真正做到功能、安全、实用三位一体。

未来,SEER将始终践行基于此标准的安全标准,坚持“安全是第一生产力”的原则,为工厂物流系统提供更安全、更可靠的工业设备,为智能制造领域贡献力量,为合作伙伴创造价值!

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标签: 安全系统