西克學堂 | 急停功能如何設計?ISO 13850給出答案
前言
在機械安全設計領域,緊急停止功能是機械設備上最基礎、最關鍵的補充防護措施。
想要落實國內外合規準則、順利取得設備CE認證、同時保障作業人員人身安全,按照ISO13850設計急停功能,是機械安全設計中必不可少的一環。
本文將為您系統解讀ISO 13850的標準定位、核心作用、基本特征,以及如何設計出符合標準的急停裝置。
一、標準核心:ISO 13850 是什么
ISO 13850:2015《機械安全 — 急停功能設計原則》是規范機械緊急停止安全裝置設計的B類標準,適用于電氣、液壓、氣動等各類動力形式的急停功能, 對應國內現行標準為GB/T 16754-2021(等同采用 ISO 13850:2015)。

標準核心作用:
ISO 13850作為急停功能的核心規范,規定了緊急停止功能的設計、集成和性能要求。
緊急停止功能不能等同于常規停機,亦無法替代專用安全防護裝置。它僅作為補充防護手段,在危險即將發生或已經發生時,快速停止機械的危險過程或運動,防止人員受傷或減輕傷害程度。
歐盟機械指令2006/42/EC(MD)與新版機械法規(EU)2023/1230均明確,急停功能是許多機械的基本強制性安全要求。符合EN ISO 13850,即可推定滿足上述法規要求。
二、急停功能應用特征
1.急停功能應用范圍:
機械設備必須裝有一套或多套急停裝置以規避或降低人員、設備以及作業過程面臨的風險。本標準適用于除以下兩類機器以外的所有機械:
—— 急停功能不能減小風險的機器;
—— 手持式機器或手動式機器。

2.清晰識別與易操作:
急停裝置應清晰容易識別:
致動器(按鈕、拉繩等)必須為紅色,背景(安裝面板)應為黃色。急停按鈕通常為紅色蘑菇頭按鈕帶黃色背景。

急停致動機構不易張貼文字和符號,需要用符號聲明的地方,應使用 IEC 60417-5638 的符號,見截圖符號。

急停裝置的致動機構可以是以下類型中的一種:
a) 易被手掌操作的按鈕;
b) 線、繩、桿;
c) 操作手柄;
d) 無保護罩的腳踏板(無法采用其他類型時)。

急停裝置應無遮擋、易觸及,易操作:
急停裝置操作面無障礙,確保操作暢通無阻。

急停裝置應設置在每個操作員控制位置,確保在任何需要操作設備的工位,都能直接觸達急停裝置。

3. 防止急停裝置意外致動
雖然要易于操作,但設計必須能夠防止急停裝置意外啟動(如輕微的碰撞、震動)。優先通過選擇安裝位置,例如將急停裝置放在遠離通行繁忙區域的位置來防止意外啟動。盡量避免使用急停裝置保護圈,保護圈不應有可能造成傷害的尖角、銳邊或粗糙表面。

三、急停功能設計原則
1.風險評估是基礎
在急停功能設計之初,必須根據ISO 12100(風險評估原則)和相關機械C類標準進行風險評估。評估結果將決定是否需要急停裝置,以及裝置類型、數量、安裝位置、停止類別與安全性能等級。
2.最高優先級(Overriding)
急停信號優于所有模式/功能:自動、手動、設定、維護等任何狀態下,觸發急停必須立即執行。
急停信號不應被屏蔽、旁路或程序抑制。
3.急停功能的停止類別
急停功能應符合以下兩類停止類別之一(也可見 IEC 60204-1)。應通過風險評估選擇對應的停止類別。
0類停止:直接切斷執行機構動力,設備立即停止。
1類停止:控制執行機構完成受控減速停機,設備完全停止后再切斷動力電源。

4.急停裝置動作功能要素
直接斷開操作:急停裝置采用機械鎖閂直接斷開結構,常閉觸點通過與按鈕直接剛性連接的方式斷開,不依靠彈簧來實現觸點分離。
保持停止狀態:急停裝置觸發后,只要急停裝置保持在激活位置,停止狀態就必須被可靠保持,直到手動復位。
復位與重啟: 急停觸發后,設備不會自動恢復運行,必須通過操作人員手動、主動復位動作(典型如旋轉或拉出急停按鈕)解除急停鎖定。該復位操作僅解除停止命令,設備重啟仍需要在操作點重新按下啟動按鈕,以此避免單純復位造成設備意外重啟,引發人身傷害。

5.安全等級要求
實現急停功能的安全控制系統或子系統,需符合 ISO 13849-1 和/或 IEC 62061相關要求。結合風險評估的結果與對應機械的C類標準,確定所需的性能等級(PL)或安全完整性等級(SIL),但最低要求是PLr=c或SIL 1。
四. SICK在風險評估中的專業能力
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