Sistemul de alertă precoce la distanță de siguranță industrială este un mijloc tehnic important pentru a asigura siguranța personalului, echipamentelor și instalațiilor de producție industrială, prin monitorizarea în timp real a relației de locație a persoanelor, vehiculelor, mașinilor și altelor obiective, atunci când distanța este mai mică decât pragul de siguranță prestabilit, declanșarea automată a alarmei (cum ar fi lumina sonoră, semnalele vocale) sau oprirea echipamentului conectat, pentru a preveni coliziunile, zdrobirea, leziunile mecanice și altele.

Scenarii de bază de aplicare

1. Zona de colaborare om-maşină în atelier

• Descrierea sceneiBrațul robotic, mașinile CNC, AGV și alte echipamente și operatorii lucrează în aceeași zonă (cum ar fi atelierul de sudare auto, linia de asamblare electronică), pentru a evita ca personalul să intre greșit în raza de mișcare a echipamentului.

• Rolul sistemuluiMonitorizarea în timp real a distanței dintre personal și echipament și emiterea unui avertisment timpuriu atunci când persoana intră într-o zonă de alertă (de exemplu, la 1-3 metri de brațul robotic); La intrarea în „zona de pericol” (de exemplu, la 0,5 m de brațul robotic), echipamentul este suspendat.

2. Traseul vehiculelor din fabrică

• Descrierea sceneiCamioanele, camioanele, tractoarele etc. se deplasează pe drumurile sau depozitele fabricii pentru a evita coliziunile cu pietonii, alte vehicule sau instalații fixe (de exemplu, rafturi, stâlpi).

• Rolul sistemuluiInstalați senzori în fața și spatele vehiculului pentru a monitoriza distanța dintre pietoni sau obstacole din față (de exemplu, distanța de avertizare timpurie de 5-10 metri, distanța de frânare de urgență de 2-3 metri), identificând în același timp poziția relativă a vehiculului și a pietonilor prin tehnologia UWB sau RFID pentru a realiza avertizarea timpurie în două direcții (vehiculul de avertizare a pietonilor, vehiculul de avertizare a terminalului de mână pentru pietoni).

3. Zona de operare a echipamentelor cu risc ridicat

• Descrierea sceneiCând mașinile de ridicare (mașinile de ridicare, mașinile de ridicare), echipamentele de stampare, echipamentele de înaltă presiune și altele lucrează, trebuie să se limiteze strict accesul operatorilor în domeniul de siguranță (de exemplu, sub brațul de ridicare a macaralei, cabinetul de înaltă presiune în 1 metru).

• Rolul sistemuluiDefinirea unui "gard de siguranță" virtual prin scanare laser sau radar, declanșarea imediată a unei alarme sonore și luminoase odată ce cineva sau obiect sparge gardul și sincronizarea notificărilor consolei și întreruperea alimentarii electrice a dispozitivului, dacă este necesar.

4. Depozitare și zona de sortare logistică

• Descrierea sceneiÎn depozitele stereo automatizate, stivuitoarele, cureaua transportatoare sunt adiacente zonei de sortare artificială, pentru a împiedica rănirile persoanei de către echipamente sau căderea mărfurilor.

• Rolul sistemuluiinstalarea senzorilor pe ambele părți ale orbitei de funcționare a echipamentului pentru a monitoriza distanța orizontală dintre personal și echipament; Instalați un dispozitiv de măsurare a distanței la capătul curelei transportatoare pentru a împiedica persoanele să intre în zona de operare.

Compoziția sistemului și principiile tehnice

1. Componente de bază

• Nivelul de percepţieResponsabil pentru colectarea de informații despre distanță și locație, echipamentele frecvent utilizate includ:

• Radarul cu laser (LiDAR)Scanarea cu laser generează nori de puncte tridimensionale din mediul înconjurător, identifică cu precizie poziția țintei și conturul, potrivit pentru monitorizarea zonelor mari (de exemplu, atelier, fabrică), distanța de măsurare poate ajunge la 0,1-200 de metri, precizie ± 2 cm.

• Radar de ondă mmCapacitatea puternică de interferență împotriva prafului, ceaței și ploii, potrivită pentru medii în aer liber sau dure, poate monitoriza simultan mai multe obiective mobile (cum ar fi vehicule și pietoni), distanța de măsurare 1-100 de metri.

• Senzori de infraroșu / ultrasuneteCost scăzut, potrivit pentru monitorizarea statică la distanțe scurte (0,5-5 m) (de exemplu, lângă gardul de protecție al echipamentului), dar vulnerabil la lumină sau temperatură.

• Etichetă de poziționare UWBPoziționarea personalului / echipamentului la nivel de centimetri (precizie ± 10 cm) prin intermediul tehnologiei de bandă largă ultralargă, împreună cu poziționarea stației de bază pentru a delimita zonele de siguranță, potrivite pentru scenarii care necesită urmărirea precisă (cum ar fi minele, atelierele chimice).

• Straturi de procesareConstituit din gateway-ul de calcul de margine sau PLC industrial, care primește date de strat perceptiv și determină prin algoritmi (cum ar fi calculul distanței geometrice, previziunea trajectoriei dinamice) dacă declanșează o alertă timpurie, timp de răspuns de obicei ≤ 100ms.

• Nivelul de executareInclude dispozitive de alarmă (alarmă audio-luminoasă, reproductor vocal), dispozitive de conectare (comutator de oprire de urgență, poartă, lumini) și sisteme de management în spate (afișarea în timp real a informațiilor de alertă, urmărirea datelor istorice).

Proiectare logică de avertizare timpurie

• Mecanismul de avertizare timpurie pe mai multe niveluriSetați pragul de trei niveluri "Zona de siguranță - Zona de alertă - Zona de pericol" în funcție de distanță, de exemplu:

• Zona de siguranta: distanta > 5 metri, fara sfaturi;

• Zona de alarmă: 3-5 metri, lumină galbenă + sunet de alarmă de frecvență scăzută;

• Zona de pericol: <3 m, lumina roșie + sunetul de alarmă de înaltă frecvență + încetinirea / oprirea echipamentului.

• Ajustarea dinamică a praguluiParametrii distanței de siguranță pot fi modificați de la distanță prin intermediul sistemului pentru diferite echipamente (de exemplu, șurul de mare viteză vs. AGV-ul de mică viteză) și scenarii diferite (patrulă intensivă de oameni în timpul zilei vs. inspecție de noapte).

Avantajele tehnice și punctele de aplicare

Avantajele în comparație cu măsurile de securitate tradiționale

• InițiativăÎnlocuirea protecției pasive (de exemplu, garduri, semne de avertizare), avertizarea anticipată a riscurilor potențiale și reducerea probabilității de accidente.

• FlexibilitateSe poate adapta la schimbările dinamice ale mediului de operare (cum ar fi ajustarea temporară a poziției echipamentului sau adăugarea unei zone de operare) fără a fi nevoie de modificări frecvente ale instalațiilor fizice.

• TrasabilitateSistemul înregistrează toate evenimentele de avertizare timpurie (ora, locația, obiectivele implicate) pentru a facilita analiza accidentelor și optimizarea proceselor.

2. Atenții de aplicare

• Adaptabilitate la mediuÎn scenarii cu praf mare, lumină puternică sau interferențe electromagnetice grave (cum ar fi atelierele de sudură, uzinele de oțel), alegeți radarul cu laser sau radarul cu unde milimetrice pentru a evita utilizarea senzorilor infraroșii.

• Proiectare redundantăVerificarea încrucișată a zonelor critice cu mai mulți senzori (cum ar fi monitorizarea dublă cu laser + radar) pentru a preveni erorile unui singur dispozitiv care duc la pierderi.

• Colaboraţie om-maşinăSistemele de alertă timpurie trebuie să fie combinate cu instruirea personalului pentru a evita neglijarea specificațiilor de operare de siguranță din cauza dependenței excesive de tehnologie (de exemplu, zonele orbe ale senzorilor necesită setări suplimentare de alertă).

Casuri tipice de aplicare

• Atelier de asamblare autoRadarul cu laser este instalat pe ambele părți ale rutei de călătorie a AGV, iar AGV încetinește automat la 30% din viteza inițială atunci când este detectată distanța personalului de AGV mai mică de 1,5 m; Parcaţi imediat la mai puţin de 0,5 metri şi trimiteţi în acelaşi timp un semnal vocal "Vă rugăm să aveţi grijă să evitaţi".

• Parcul chimicImplementarea sistemului de localizare UWB în jurul zonei de depozitare a produselor chimice periculoase, atunci când personalul neautorizat intră în raza de 50 de metri, consola de alarmă și afișează locația personalului în timp real; La intrarea în raza de 10 metri, sistemul de control al accesului interconectat închide intrarea și informează personalul de securitate.

Sistemele de alertă la distanță de siguranță industrială prin gestionarea în buclă închisă a percepției - judecării - răspunsului, transformând tradiționala "post-procesare" în "prevenție prealabilă", reprezintă una dintre tehnologiile de bază pentru inteligența producției în siguranță în contextul Industriei 4.0, în special în scenariile de producție cu risc ridicat și automatizare ridicată.