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光柵要裝多遠才夠安全
安全裝置的等級不是選最高的就好,它必須由風險評估反推,而評估的結論要能寫得出來。
01從風險評估開始
ISO 12100 定義了流程:界定機械限制 → 辨識危害 → 風險評估 → 風險降低 → 再評估,直到殘餘風險可接受。風險降低有優先順序,不能跳過:
- 本質安全設計:把危害消除掉(改機構、降低能量、加大間隙)。
- 防護與保護裝置:固定式護罩、連鎖門、光柵、安全地墊。
- 使用資訊:警告標示、操作手冊、教育訓練。
02PLr:需要多高的安全等級
ISO 13849-1 用三個變數查表決定要求性能等級(PLr,a 到 e):
| 變數 | 選項 | 說明 |
|---|---|---|
| S 傷害嚴重度 | S1 輕傷 / S2 重傷或死亡 | 可否復原 |
| F 暴露頻率 | F1 少 / F2 頻繁或長時間 | 多常進入危險區 |
| P 迴避可能性 | P1 可能 / P2 幾乎不可能 | 看得到、來得及躲嗎 |
實作上還要看整個安全功能鏈的類別(Cat.)、MTTFd、DCavg 與 CCF,只有一個高等級的元件不會讓整條鏈變成 PL e,架構(單通道、雙通道、有無診斷)才是決定性的。
03安全距離要算
ISO 13855 給出的基本式:S = K × T + C
- S:危險區到偵測裝置的最小距離(mm)
- K:人體接近速度,一般手部取 2000 mm/s(S 大於 500 mm 時可取 1600)
- T:總停止時間 = 偵測 + 控制 + 機械停止(秒)
- C:侵入補償量,依裝置解析度計算
| 光柵解析度 d | C 值 | 可偵測 |
|---|---|---|
| 14 mm 以下 | 0 | 手指 |
| 14 ~ 30 mm | 8 × (d − 14) | 手掌 |
| 30 ~ 40 mm | 850 mm | 手臂 / 身體 |
| 40 mm 以上 | 850 mm | 只能偵測人體通過 |
04常見的安裝錯誤
- 可以從光柵下方或側面繞進去:要加補助光柵或機械阻隔。
- 反射面造成光束繞過:光柵旁的不鏽鋼板可能讓光反射,人站在中間卻沒被偵測到。安裝時要離反射面足夠遠。
- 可以站在光柵內側:人進入後光柵不再遮斷,機台可以重啟。要加安全地墊或設計成「必須從外部復歸」。
- 安全繼電器被旁路:現場為了方便把接點短路,這是最常見也最嚴重的違規。
05文件要留下來
- 風險評估表(危害清單、S/F/P、PLr、對策、殘餘風險)
- 安全功能清單與各自的 PL 驗證計算
- 安全距離的計算書與停止時間實測紀錄
- 定期檢查紀錄(安全裝置的功能測試頻率)
- 變更紀錄,機台改造後風險評估要重做