Система защиты AGV от столкновений с аварийной остановкой
📋 Основное резюме
AGV работает на заводе рядом с людьми, и столкновение с человеком — это авария. Поэтому у AGV должен быть базовый уровень безопасности: защита от столкновений на основе лидара, безопасный контактный борт, аварийная остановка, защита зоны — всё это многоуровневая защита. В этой статье объясняется, как выстроить систему безопасности AGV от столкновений и аварийной остановки, а также как обеспечить безопасность в условиях сосуществования человека и робота.
📌 Основная логика
Столкновение AGV с человеком — это авария, безопасность — абсолютный приоритет.
Защита от столкновений + аварийная остановка + защита зоны: только многоуровневая защита обеспечивает надёжность.
AGV перемещается по цеху, где рядом находятся люди. У AGV нет ни глаз, ни интуиции, и столкновение с человеком означает аварию. Поэтому безопасность AGV — это не опция, а базовый уровень.
Как обеспечить этот базовый уровень? За счёт многоуровневой защиты: защита от столкновений на основе лидара, безопасный контактный борт, аварийная остановка, защита зоны. Если одного уровня недостаточно, добавляются следующие.
Ниже подробно рассматривается, как выстроить защиту AGV от столкновений и систему аварийной остановки.
Три уровня защиты от столкновений: лидар, контактный борт, ультразвук
Защита AGV от столкновений обеспечивается тремя уровнями.
Защита от столкновений на основе лидара: лидар в передней части AGV сканирует препятствия. При обнаружении человека или объекта впереди происходит замедление или остановка. Дальность обнаружения лидара обычно составляет 3 метра. Это первый рубеж защиты AGV, обеспечивающий наибольшую дальность обнаружения.
Безопасный контактный борт — это контактные датчики по периметру AGV. При касании человека или объекта борт срабатывает от давления и мгновенно останавливает AGV. Это последний физический рубеж: остановка при контакте.
Ультразвуковое обнаружение препятствий — это обнаружение на ближней дистанции, компенсирующее мёртвые зоны лидара. У лидара есть слепые зоны сканирования, и ультразвук их закрывает, позволяя обнаруживать препятствия на близком расстоянии.
Только при сочетании всех трёх уровней защита AGV от столкновений становится надёжной. GB/T 28264-2017 «Система мониторинга и управления безопасностью грузоподъёмных машин» предъявляет требования к фиксации состояния безопасности.
Технический руководитель Келуде Тяжёлая Промышленность отмечает: «Базовый уровень безопасности AGV обеспечивается многоуровневой защитой. Если одного уровня защиты от столкновений, аварийной остановки или защиты зоны недостаточно, добавляются следующие. Дополнительные вложения в безопасность снижают риск аварий».
Аварийная остановка: мгновенная остановка в аварийной ситуации
Аварийная остановка — это последнее средство обеспечения безопасности AGV.
Ручная аварийная остановка осуществляется с помощью кнопки аварийной остановки на AGV. При обнаружении опасности человек нажимает кнопку, и AGV немедленно обесточивается и останавливается. Время отклика аварийной остановки составляет менее 0,1 секунды, а полная остановка от момента обнаружения препятствия занимает не более 2 секунд. Кнопка аварийной остановки должна быть заметной и легкодоступной, чтобы человек мог нажать её мгновенно в экстренной ситуации.
Автоматическая аварийная остановка срабатывает, когда система безопасности AGV обнаруживает опасность. При обнаружении препятствия лидаром или срабатывании контактного борта AGV останавливается автоматически.
Необходимы оба режима — и ручной, и автоматический, чтобы гарантировать мгновенную остановку в аварийной ситуации. Келуде Тяжёлая Промышленность оснащает AGV как ручной, так и автоматической аварийной остановкой для двойной страховки.
Защита зоны и сосуществование человека и робота: соблюдение безопасного расстояния
Безопасность AGV также включает контроль зоны и обеспечение сосуществования человека и робота.
Защита зоны предполагает разделение опасной зоны движения AGV и зоны нахождения людей. Пути движения AGV ограждаются перильными ограждениями и световыми завесами, чтобы люди не могли туда попасть, что снижает вероятность контакта человека и робота.
Сосуществование человека и робота — это безопасность при работе человека и AGV в одной зоне. Человек должен иметь возможность безопасно уклониться при приближении AGV, а AGV — обнаружить человека и вовремя замедлиться или остановиться.
При разработке решений по безопасности для AGV компания Келуде Тяжёлая Промышленность сначала обеспечивает защиту зоны для изоляции опасной зоны, а затем добавляет меры безопасности для сосуществования человека и робота. Стандарт FEM 1.001 «Норма проектирования кранов» предъявляет требования к безопасности эксплуатации.
Уровень безопасности: класс прочности и резервирование
Система безопасности AGV должна проектироваться в соответствии с требуемым уровнем безопасности.
Класс прочности — это достижимый уровень безопасности системы, обозначаемый как PL. Чем выше класс прочности для функций защиты от столкновений и аварийной остановки AGV, тем выше надёжность.
Резервирование применяется для критически важных функций безопасности. Такие функции, как аварийная остановка и защита от столкновений, реализуются с двухканальным резервированием: если один канал отказывает, второй продолжает работать.
Келуде Тяжёлая Промышленность определяет уровень безопасности на основе оценки рисков эксплуатации AGV и применяет резервирование для критически важных функций безопасности, обеспечивая надёжность защитных мер.
Самые распространённые ошибки в защитных устройствах
Первая ошибка — наличие только защиты от столкновений без аварийной остановки. Если защита от столкновений выходит из строя, а аварийная остановка отсутствует, AGV остановится только при столкновении. Необходимы обе системы.
Вторая ошибка — неудобная кнопка аварийной остановки. Если кнопка расположена неудачно или её маркировка неясна, в экстренной ситуации до неё не добраться. Кнопка должна быть заметной и легкодоступной.
Третья ошибка — отсутствие защиты зоны. Если AGV и люди работают совместно, полагаясь только на собственную защиту AGV от столкновений, риск высок. Келуде Тяжёлая Промышленность в первую очередь обеспечивает изоляцию зон, чтобы минимизировать контакт человека и робота.
Сравнение элементов безопасности AGV
| Элемент | Назначение | Особенность | Уровень |
|---|---|---|---|
| защита от столкновений на основе лидара | Дистанционное обнаружениеЗамедление | Дистанционное обнаружениерасстояниеДистанционный | Первый рубеж |
| безопасный контактный борт | Остановка при контакте | Механическая защита | Последний рубеж защиты |
| Аварийный | аварийная остановка | РучнойАвтоматическая двойная защита | Механическая защита |
| защита зоны | Изоляцияопасная зона | перильное ограждениесветовая завеса | Предварительный |
Быстрая справка по пунктам стандартов безопасности для AGV
| Стандарт | Ключевые положения | Связь с безопасностью |
|---|---|---|
| GB/T 28264 — система мониторинга и управления безопасностью-2017 | фиксация состояния безопасности | записи по безопасноститребования |
| стандарт FEM 1.001 | требования безопасности эксплуатации | безопасность эксплуатацииБазовый критерий |
| регламент TSG 51 — специальные технические требования безопасности-2023 | правила техники безопасности | требования безопасности |
Часто задаваемые вопросы о безопасности AGV
В: За счёт чего AGV избегает столкновений?
О: За счёт трёхуровневой защиты. Лидар обеспечивает замедление при обнаружении препятствия на дальнем расстоянии, ультразвуковые датчики закрывают ближнюю мёртвую зону, а безопасный контактный борт останавливает транспортное средство при касании. Эти три уровня работают последовательно — от дальнего к ближнему, создавая многоуровневую защиту, благодаря которой AGV не сталкивается с препятствиями. Ключевое требование — наличие всех трёх уровней: отсутствие любого из них ослабляет всю систему.
В: Почему нельзя отказаться от аварийной остановки?
О: Потому что система предотвращения столкновений может выйти из строя. Лидар и контактный борт иногда отказывают, и аварийная остановка — последний рубеж защиты: оператор нажимает кнопку, заметив опасность, либо система безопасности активируется автоматически, мгновенно останавливая AGV. Предотвращение столкновений и аварийная остановка — это два независимых контура защиты, и пренебрегать аварийной остановкой недопустимо.
В: Как обеспечивается безопасность при сосуществовании человека и робота?
О: Сначала выполняется изоляция опасных зон, затем внедряются меры для безопасного сосуществования. Опасные зоны движения AGV ограждаются перильными ограждениями и световыми завесами, исключающими случайное проникновение людей. В зонах совместной работы AGV должен обнаруживать человека, снижать скорость и останавливаться, а человек — иметь возможность безопасно уклониться. Главный принцип — сочетание изоляции и мер сосуществования, минимизация контактов и соблюдение безопасного расстояния.
В: Как определяется класс безопасности AGV?
О: Класс безопасности определяется исходя из эксплуатационных рисков и тяжести возможных последствий. Для AGV с высокой грузоподъёмностью, большой скоростью и частыми контактами с людьми требуется более высокий класс безопасности, а функции предотвращения столкновений и аварийной остановки должны быть резервированы. Компания Келуде Тяжёлая Промышленность определяет класс безопасности по уровню риска: для тяжёлых AGV и зон с высокой плотностью персонала применяется повышенный класс, а функция безопасности реализуется с двухканальным резервированием — при отказе одного канала остановку обеспечивает второй.
Безопасность AGV имеет много общего с защитой мостовых кранов от столкновений. Рекомендуем ознакомиться со схожими решениями в статье «Защита мостовых кранов от столкновений при нестандартной работе нескольких тележек на одном пролёте: лидар + блокировка на ПЛК + конечные выключатели зоны».
Каждое сближение должно иметь надёжную защиту. Келуде Тяжёлая Промышленность применяет многоуровневую систему безопасности на базе лидаров, безопасных контактных бортов, аварийных выключателей и защиты зон, чтобы AGV безопасно работал на производстве, не сталкивался с людьми и гарантированно останавливался в любой ситуации.
