故障安全(fail safe)是指,即使系统或其构成要素发生故障,也能够将其固定在预先确定的安全状态下,从而避免因此而发生劳动事故,是一种通过限制故障的影响来确保工作人员安全的机制.摘自《机床等故障安全控制机构指南》,1998年7月28日第464号、2(3))
为了保证模具、注塑机等机器的本质安全,我们首先承认“1.机器会发生故障”、“2.工作人员可能会犯错误”这2点,在此基础上,在机械的设计、制造、改造等阶段就必须预先构建起相应的结构,确保即使偶发性的发生意外,也能确保工作人员的安全。 为此,采用了“安全确认系统”,但如果“安全确认系统”失效,可能会发生劳动灾害而无法保证工作人员安全,因此,“安全确认系统”必须具备一旦发生故障时,必然停留在安全侧(以不会导致劳动灾害的方式让设备停机)的特性。
为了实现故障安全,必须按照下面列出的“故障安全原则”来设计、制造、改造模具、注塑机、自动化设备等。
1)原则上,作为故障安全对象的控制机构中,包括如下所示的机构。
a. 防重启动电路
b. 保护用互锁电路
c. 急停用电路
d. 紧急停止用电路
e. 防过冲用电路
f. 操作监控用电路
g. 待机停止监控用电路
h. 速度监控用电路
i. 保持运行电路
2)控制机构设计原则上应具备“非对称错误特性”。所谓非对称错误特性,是指即使系统或其构成要素发生故障,发生偏向于安全侧的故障频率应显著高于偏向于危险侧的故障频率,或者仅在安全侧发生故障的特性。
3)当采用可编程控制器等电子控制装置作为控制机构时,应采用具有“非目标错误特性”的产品。
4)安全信息应对应高能量状态,危险信号及故障信号应对应低能量状态,从而不会将危险及故障误报为安全。
5)安全信息的传输,应采用除非安全信息被输入到系统中,否则不会错误产生允许运行信号的信息传输形态(单边(unate)信息传输)。
6)安全信息应具备足够的能级,以确保能够最大程度地抵抗预期的环境噪声。
在设计高周期高速开合模具和大型模具时,必须贯彻故障安全设计理念。
※引用文献:
1) 日本职业安全卫生顾问协会,《未来安全技术》,日本中央劳动灾害防止协会,2000 年 1 月