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技術乾貨丨仙工智能(SEER)是如何做到快速有效地搭建安全AMR系統?

供稿:上海仙工智能科技有限公司 2021/1/25 13:33:34

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  • 關鍵詞: 仙工智能(SEER) AMR系統
  • 摘要:上月底獲得SGS頒發CE認證的仙工智能(SEER)無人搬運底盤AMB-300XS,其優秀在哪裏?答案便是安全。作為AMR,第一要素便是安全,而今日小編特意邀請到我司資深產品經理詳細為大家解讀,如何真正做到快速有效地搭建安全AMR系統。

上月底獲得SGS頒發CE認證的仙工智能(SEER)無人搬運底盤AMB-300XS,其優秀在哪裏?答案便是安全。

作為AMR,第一要素便是安全,而今日小編特意邀請到我司資深產品經理詳細為大家解讀,如何真正做到快速有效地搭建安全AMR系統。

以下內容依據作者自身在安全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、如何搭建安全等級迴路以及藉助SYSTEMA分析工具驗證系統整體安全分數等級來説明如何在已有的AMR系統上搭建符合安全規範的AMR硬件系統。

本文以工程實際案例出發,以工程案例説明搭建安全AMR硬件平台的方法。設計中因參考的安全標準條目太多。這裏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。

在説AMR安全體系中的硬件選型之前,我們先説説為什麼要關注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,這就意味着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

我們通常説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迴路也是參考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

 

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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範圍275°,一般採用對角雙激光的安裝方案可以達到360°掃描覆蓋範圍,該器件直接提供了PFHD危險失效率,該數據稍後在計算安全迴路分數的時候需要用到。

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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安全失效率參數用於後續安全分數計算。

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SICK推出的DFS60S系類增量式正餘弦編碼器滿足安全完整性等級SIL2,編碼器每圈輸出1024週期數。

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緊急停止開關的選擇,由於機械開關並沒有直接提供安全失效率計算,實際在安全迴路中是採用B10D安全使用週期和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安全規範,急停輸入迴路必須使用雙迴路設計,所以選型時要注意。

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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。

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安全繼電器用於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,也就是説具有了觸點失效的檢測功能。

03如何搭建安全等級迴路

安全迴路目前分為兩部分:急停按鈕檢測迴路和激光檢測安全迴路。

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△急停按鈕檢測迴路示意圖

 

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△激光檢測安全迴路示意圖

04使用SYSTEMA安全迴路搭建和評估

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在這套安全系統裏,每一個硬件配製環節都經過反覆測試,從實用性、美觀性、經濟性等多方面綜合考量,並且還配合使用SYSTEMA安全迴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、實用於一體。

未來,仙工智能(SEER)會一直踐行以此為標準的安全規範,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,為智能製造領域貢獻綿薄之力,為合作伙伴創造價值!

審核編輯(王靜)
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