设备安全生产应用技术

李斌

摘 要：近年来，企业对员工的职业健康卫生的保障力度被高度重视。为了能够确保员工的身体健康，文中结合汽车制造生产实际，就汽车总装车间EMS输送线安全生产方案进行了探讨。

关键词：安全生产;EMS;卫生健康

在总装车间内，噪音是造成职业病的第一大因素，因此许多车企为了降低车间的噪音对员工造成的伤害，将车间最大的噪音源—车身输送链作为主要改善目标。目前最先进的输送方式为采用EMS trolley进行车身的输送，该输送方式较传统的悬链输送在噪音降低方面有极大的优势，另灵活度非常高，因此普遍被广大整车制造商采用。但该类设备属于新兴的设备，目前国标无明确的规定，因此，在安全生产方面存在一定的争议，本文就此对安全提升的方案做出一些探讨。

1 EMS（电动自行小车系统）输送线简介

如图1.1所示，EMS输送线是由若干独立的Trolley（电车）、行走轨道、主控电柜组成的输送线，行走轨道具备Trolley的走行轨道功能、供电力输送功能、通讯功能，每个独立的Trolley具备自动行走、升降功能，其中升降是通过大功率同轴电机卷扬皮带实现的，所有Trolley的行走及升降的许可由主控电柜统一发送指令。

生产过程中，每个承载车身的Trolley行走到指定位置，按照程序设定自动下降到指定高度后，现场作业者在车身下方进行相关车辆的装配作业如发动机搭载、制动管路的安装等，作业完成后，由作业者通过工位的控制盒向主控电柜发送作业完成信号，经电柜综合处理后，trolley自动上升及行走。

2 安全顾虑

现状EMS trolley系统的安全主要通过提高控制系统的安全等级保证，其设计依据EN  ISO13849-1 （性能等级 Performance Level PLa ～ PLe），IEC61508 /IEC62061 （安全完整性等级Safety Integrity Levels （SIL）），根据生产的频度S、伤害等级F、避免伤害的可能性P三个指标，要求系统的性能等级达到PLd以上、完整性等级SIL3以上。目前系统能达到的安全等级为PLd及SIL3，伤害发生的概率为1次/1000年。具体的安全保障措施有：系统采用安全控制器、升降控制采用双编码器（绝对值+增量）、升降采用双电机抱闸冗余保护、控制系统电源采用双回路冗余控制等。因此，伤害发生的概率几乎为0，但由于Trolley的升降是柔性结构，无法像常规链式升降机实现突然坠落时的机械锁止，伤害发生的概率不等于0。

虽然通过高可靠性的控制系统可以将安全事件发生的概率降到一个极低的水平，但由于Trolley独特的柔性结构特性，考虑到伤害发生时可能造成多人伤亡，部分车企对于该系统的应用仍然存在一定的顾虑。

3 解决方案

3.1 方案一：简易工具+部分人工保障（依赖人）

首先伤害发生的条件为：电车下方有人+电车系统突然下降

本方案针对生产作业的两个过程（非作业过程+作业过程）采取对策。针对非作业过程，主要通过作业标准保障安全，即非作业过程要求所有作业者全部撤出作业区域，即便车辆突然下坠也无法对人员造成伤害。针对作业过程，作业者进入车底作业前，先行将准备好的四条撑杆放入车底支撑车身，车身支撑稳固后再进行作业，撑杆要求高度可调节以便适应不同支撑点的高度及作业高度，每条撑杆的负载能力为最大车重+电车总重的1/2以上。

由于本方案一定程度上依赖于作业者严格按照标准作业才能达到彻底消除安全隐患的效果，因此，要求现场管理一方面要做好对作业者的教育及培训，另一方面要履行实时监督责任，确保极个别作业者不按标准作业时能及时纠正。此方案适合作业者素质较高、现场管理能力较强且希望降低生产成本的情况。

3.2 方案二：机械互锁保障

本方案通过在电车行走轨道下方安装防坠落装置承载电车在行走过程中突然坠落时车身及电车的重量及冲击，电车的行走路径2侧各伸出一个承重平台，平台保证离地2m高的安全高度，平台的承重能力为全部车身+电车的总重的3倍以上。承重平台具备伸缩功能，电车下降到承重平台高度时，平台自动缩回。

通过在工位两侧增加抱死装置，防止承重平台缩回以及作业过程中电车的突然坠落。平臺缩回时抱死装置伸出，电车下降过程中抱死装置处于准备状态，通过主控电柜的信号随时实施抱死，电车下降到位后抱死装置作动将电车抱死（抱死装置与电车之间的摩擦力为车身+电车总重的1.5倍以上）。

本方案通过承重装置、抱死装置与主控电柜的互锁，实现设备与人员的自动隔离及机械防坠落，不依赖于人，自动实现安全的自动可靠保障，但对现场的空间、工厂成本要求较高。

参考文献：

[1]丁肇中.汽车总装车间EMS输送系统的应用[J].车表配件，2016

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[2]于福生，郭闯.汽车总装EMS线技术之依我见[J].科技创新与应用，2016（07）：103.

[3]EN ISO13849-1 Safety of machinery -Safety-related parts of control systems Part 1.

[4]IEC61580 Functional of E/E/PE safety related systems Basic standard.

[5]GB/T 20438.2 机械安全 电气/电气/可编程电子安全相关系统的功能安全[S].