GuardShield™ Safe 4
安全光幕
用户手册
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GuardShield™ Safe 4 安全光幕用户手册
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R
中文版说明书
1
R
GuardShield™ Safe 4 安全光幕用户手册
䞡㽕џ乍
请妥善保存这些说明，以备将来使用。
在开发和生产 Allen-Bradley/Guardmaster 产品期间，
严格应用公认的技术规范和质量保证体系 ISO 9000。
在安装和调试 GuardShield Safe 4 时必须遵守本技术说
明。必须由合格人员实施检查和调试作业。
目录
简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
安全防范 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
安全使用原则和所使用的符号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
专业人员 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
设备的应用范围 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
正确使用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
一般保护注意事项和保护措施 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
产品描述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
工作原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
周界系统 (PAC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
应用范围实例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
安全功能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
确定安全距离 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
美国安全距离公式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
OSHA 安全距离计算公式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
ANSI 安全距离公式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
欧洲安全距离公式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
安装和装配 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
校准步骤. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
正确安装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
错误安装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
多个 GuardShield Safe 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
安装托架. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
电气安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
连接. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
典型接线图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
故障处理指南 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
检查事项. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
安全说明 - 维护 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
每日检查. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
半年度检查 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
清洁. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
日期代码和标签 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
技术指标. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
产品目录号配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
尺寸图纸. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
附录 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
GuardShield Safe 4 专用型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
不带集成式激光校准系统的系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
带连接器盖的系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
级联系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
带独立控制器的系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
专用型系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
Safe 4 专用型产品零件表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
认证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
EC 符合性声明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
本手册涵盖以下部件的操作与安装：
• GuardShield Safe 4 POC 和 PAC 安全光幕以及
• 附录中的 GuardShield Safe 4 专用型配置
罗克韦尔自动化保留对本出版物中所含材料进行修改或修订的
权利，对于因提供、实施或使用此材料而造成的任何附带性或
间接性损害，将不承担任何责任。
2
中文版说明书
GuardShield™ Safe 4 安全光幕用户手册
䞡㽕џ乍
这些安装指南面向机器制造商的技术人员
和 / 或与 GuardShield Safe 4 安全光幕的正
确装配、配置、电气安装、调试、操作和
维护相关的安全系统安装人员。这些安装
指南中不包含对集成了或即将集成
GuardShield Safe 4 安全光幕的机械设备的
操作说明。只能由合格人员安装本设备。
潜在的危险情况，如果未提供预防措施，
可能会导致人员重伤或死亡。
不遵守可能会导致危险操作。
GuardShield Safe 4 不得与在紧急情况下不
能断电停机的机器一起使用。
在任何时候都必须保持 GuardShield Safe 4
和危险机器运动之间的安全距离。
必须安装附加机械保护装置，确保不通过保护区域无法触
及危险的机械元件。
GuardShield Safe 4 的安装必须确保操作员只能在感应区域
内操作。
错误安装会导致人员重伤。
不得将输出连接到 +24V DC。如果输出连接到 +24V DC，
则输出处于接通状态，将无法使机器 / 应用的危险部分
停止。
GuardShield Safe 4 不得接触易燃或易爆气体。
必须进行定期安全检查 ( 参见“维护”)。
不得维修或改装 GuardShield Safe 4。 GuardShield Safe 4
安全光幕不能在现场维修，只能在工厂维修。拆除任何
一个 GuardShield Safe 4 端头帽都将导致本产品的担保条
款无效。
简介
GuardShield Safe 4 系列安全光幕是通用的存在感应式设备，主
要在危险机械设备上使用，以提供操作点 (POC) 和周界接近
(PAC) 检测。
它是一种独立的 4 类双盒式 ESPE ( 电敏式保护设备 )。
GuardShield Safe 4 提供基于标准型 4 类安全光幕平台的各种
配置。
除标准型 GuardShield Safe 4 POC 和 Safe4 PAC 外， GuardShield
Safe 4 还提供专用型配置，本指南后面的附录中将对该配置进
行描述。
安全防范
安全使用原则和所使用的符号
下列说明给出了预防性警告，以确保安全和正确地操作
GuardShield Safe 4 光幕。这些说明是安全防范的核心部分，因
此必须始终遵守。
在本手册中，我们使用 “ 注意 ” 和 “ 重要事项 ” 提醒您注
意以下内容：
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不遵守可能会导致危险操作
⊼ǂᛣ
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专业人员
只能由合格人员安装、调试和维修 GuardShield Safe 4 安全光
幕。合格人员的定义如下：
• 经过适当的技术培训
注意：指出可能导致人员伤亡、财产损坏或经
济损失的实际情形的信息。
“ 注意 ” 可帮助您
• 确定危险情况
• 避免危害
• 了解可能的后果
重要事项：指出对成功应用和了解本产品有重要作用的信息。
R
以及
• 在机器操作负责人的指导下根据当前有效的安全指南进
行操作
以及
• 已经阅读并会一直翻阅这些安装指南
设备的应用范围
GuardShield Safe 4
POC
的物理分辨率为
GuardShield Safe 4 POC
• 14 毫米 (0.55 英寸 ) 分辨率时为 0…9 米 (29.5 英尺 )
• 30 毫米 (1.18 英寸 ) 分辨率时为 0…18 米 (59.1 英尺 )
• 30 毫米 (1.18 英寸 ) 分辨率时为 5…30 米 (16.4…98.4 英尺 )
中文版说明书
安全光幕被归类为电敏式保护设备
14 毫米 (0.55 英寸) 或 30 毫米 (1.18 英寸)
的最大保护区域宽度：
(ESPE)
3
。
。
R
GuardShield™ Safe 4 安全光幕用户手册
䞡㽕џ乍
安全说明
请遵守以下事项，确保正确和安全地使用
GuardShield Safe 4 安全光幕。
保护区域的高度范围为 120 毫米 (4.7 英寸 ) 到 1920 毫米
(75.6 英寸 )。
GuardShield Safe 4 PAC (2、 3 和 4 光束 ) 的最大保护区域宽度为
5…30 米 (16.4…98.4 英尺 )。
所有标准型 GuardShield Safe 4 POC 和 PAC 光幕都集成了激光校
准系统。
本设备是 IEC 61496-1 和 CLC/TS 61496-2 中定义的 4 类 ESPE，
因而，可与符合 EN ISO 13849、 SIL CL3 (EN62061) 或达到 PLe
(EN ISO 13849) 要求的安全类别 4 控制设备结合使用。该设备
适用于：
• 操作点防护 ( 手指和手的防护 )
• 危险区域防护
• 进入保护
只能通过保护区域才能进入危险点。若有人处在危险区内，将
不允许启动机器 / 系统。有关保护模式的说明，请参见第 6 页
上的 “ 应用范围实例 ”。
根据应用场合，除安全光幕外，可能还需要使用机械保护装置。
正确使用
只能根据 “ 设备应用范围 ” 规定的用途使用
安全光幕。本设备只能由合格人员使用，且只能在由合格人员
安装和初始化的机器上使用。
如果将本设备用于任何其它用途或进行任何形式的改装，则
Allen-Bradley/Guardmaster 提供的担保索赔条款将失效。
GuardShield Safe 4
一般保护注意事项和保护措施
请根据国家 / 国际规则和规范安装和使用安全光幕，并定期对
安全光幕进行技术检查，尤其是：
• 机械指令 2006/42/EC
• 低压指令 2006/95/EC
• 设备使用指令 89/655/EEC
• 工作安全规范 / 安全规则
• 其它相关的健康和安全规范
使用安全光幕的机器制造商和用户有义务了解并遵守所有适用
的安全规范和规则。
必须遵守注意事项，尤其是安装指南中的测试规范 ( 例如，关
于使用、装配、安装或集成到现有的机器控制器等的规范 )。
测试必须由专业人员或具有专业资质的授权人员执行，且必须
进行记录和归档，确保可以随时重新执行和跟踪这些测试。
必须向安装了 GuardShield Safe 4 安全光幕的机器用户提供安装
指南。机器操作员必须在专业人员的指导下使用本设备，且必
须阅读这些安装指南。
产品描述
本部分包含安全光幕特性及属性方面的信息。其中描述了本装
置的结构和功能。
在装配、安装和调试本装置之前请阅读本部分内容。
特性
• 集成激光校准功能
• 检测范围大，轮廓紧凑
14 毫米分辨率：0…9 米
30 毫米分辨率：0…18 米或 5…30 米
• 防尘，防污染
• 具有短路保护的半导体输出
• 内置诊断 LED
• 光学同步，发射器和接收器之间无需使用电缆
• 无需维护，成本效益高
工作原理
GuardShield Safe 4 安全光幕包含一对非匹配光学单元，即具有
相同防护高度和分辨率的发射器和接收器。发射器和接收器在
+24V DC 条件下工作。发射器和接收器之间的最大距离称为保
护区域宽度或范围。保护区域高度指设备中第一个光束和最后
一个光束之间的距离。
发射器发出连续的红外光脉冲，这些脉冲由 GuardShield Safe 4
接收器接收并进行处理。并且通过与 GuardShield Safe 4 状态
LED 相邻的第一条光束，在光学上实现红外光脉冲发射和接收
时间的同步。该光束称为同步光束。由于 GuardShield Safe 4 发
射器和接收器在光学上同步，因此，发射器和接收器之间不需
要任何电气连接。
GuardShield Safe 4 接收器有 2 个安全输出，即输出信号切换设
备 (OSSD)。当 GuardShield Safe 4 发射器和接收器正确供电并校
准时，所有 OSSD 均采用 +24V DC 拉电流形式，开关容量为
300 毫安。两个安全 OSSD 使用交叉监视，具有短路保护。遮
断感应区将使接收器关闭源电流 (0V DC)。
恢复 GuardShield Safe 4 感应区将使所有输出 (OSSD) 切换到高位
有效状态 ( 恢复 +24V DC 拉电流，开关容量为 300 毫安 )。
4
中文版说明书
GuardShield Safe 4 在 “ 仅防护 ” 模式下工作，可以自动重启。
发射器 接收器
300
900
খ㗗䴶བഄ
0
此外，可通过外部安全装置实现其它工作模式，例如， PSDI
模式 ( 中断模式 )、屏蔽、外部继电器监视 (EDM)。
GuardShield Safe 4 安全光幕包含一个发射器和一个接收器。
图 1：
GuardShield Safe 4
的组件
保护区域和有源元件采用清晰可辨的黑色外观，并集成了光学
镜头。
保护区域宽度根据发射器和接收器之间的光通路长度推得，且
不得超出保护区域的最大额定宽度。
•14毫米 (0.55 英寸 ) 分辨率时为 0…9 米 (22.9 英尺 )，或
•30 毫米 (1.18 英寸 ) 分辨率时为 0…18 米 (59.1 英尺 )，或
•30 毫米 (1.18 英寸 ) 分辨率时为 5…30 米 (16.4…98.4 英尺 )
1100
700
300
1200
900
GuardShield™ Safe 4 安全光幕用户手册
0
খ㗗䴶བഄ
周界系统 (PAC)
周界系统通常由多个单光束的光栅组成。但 GuardShield Safe 4
系统灵活性很高，它还能提供符合 EN ISO 13855 [2010] 标准的
垂直进入安全防护。此类系统包含有源和无源元件，均封装在
一个轮廓紧凑的单元中。每个元件长度为 120 毫米 ( 附录中给
出了不同的数值 )。
保护区域和有源元件采用清晰可辨的黑色外观，并集成了光学
镜头。不受监测的区域 ( 无源元件 ) 则采用了黄色外观。
600
300
0
图 2：周界系统
(2
光束、3 光束和
参考面 （如大地）
4
光束)，根据
EN ISO 13855 [2010]
R
中文版说明书
5
R
GuardShield™ Safe 4 安全光幕用户手册
䞡㽕џ乍
可能需要采取附加措施，确保在特定应用
场合 ( 即在起重机上使用无线控制设备、
焊接飞溅辐射或受到闪光灯影响 ) 下存在
其它形式的光辐射时， ESPE 的危险响应作
用不会失效。
㉏▔ܝ఼
为防止接触激光辐射，请勿直视激光。不
使用时请关闭 ILAS。
䞡㽕џ乍
每次更改配置后，必须对保护系统进行测
试，以确保其工作正常。
䞡㽕џ乍
确定停止时间：测量停止时间 (Ts) 时必须
包括停止回路中所有设备的停止时间。计
算 Ts 时，若未考虑所有设备和控制系统元
件，将导致安全距离计算不精确。
GuardShield Safe 4 安全光幕在安装时必须
与夹紧点或危险操作点保持足够的距离，
确保在人的手指、手、手臂或身体到达危
险区之前机器已停止运行。
䞡㽕џ乍
无论计算得出的安全距离是多少，均不得
在距离危险操作点或夹紧点 6 英寸的范围
内安装 GuardShield Safe 4 安全光幕。
应用范围实例
GuardShield Safe 4 安全光幕只有在满足以下条件时才能作为保
护装置正常工作：
• 必须通过电气方式控制机器。
• 受控机器必须可以在机器冲程或周期内的任何位置随时
停止。
• 发射器和接收器在安装时必须确保只有通过光幕的保护
区域才能进入危险区。
• 重新启动按钮必须位于危险区外，确保在危险区内工作
的人员不能操作该按钮。
• 在安装和使用本设备时必须遵守法规和当地规章制度。
GuardShield Safe 4 激光校准
GuardShield Safe 4 光幕的集成式激光校准系统的激光源是一种
波长为 630 纳米的 2 类护眼型激光二极管。
当控制回路检测到因发射激光被临时遮断而产生的反射激光
时，这种 2 类护眼激光器将从低输出功率状态切换到高输出功
率状态 ( 然后重新返回 )。将手指放在激光覆盖窗口上时，通
常会出现上述情况。此外，它还具有一种自动关闭特性，即在
5 分钟内没有探测到手指或其它遮断时，激光二极管将从高功
率状态切换到低功率状态。
在高功率输出操作模式下，将以 2 Hz 左右的频率发射激光脉
冲，即使在环境光亮度较高的情况下也能检测到手指。
系统测试
GuardShield Safe 4 在上电时执行系统全面自检，在系统正确校
准以及保护区域畅通时切换到 “ 开启 ” 状态。
外部测试 ( 机器测试信号 )
发射器上的测试输入通常配有一个短路跳线，用于激活发射器。
GuardShield Safe 4
通过给
发系统的一个测试周期。通过测试输入上的常闭或常开开关施
加或移除信号
这可用于模拟保护感应区的遮断情况
(+24V DC)
发射器施加一个外部测试信号，可以触
，将使发射器在测试信号周期内停用，
(
请参见第
11 页)
。
响应时间
GuardShield Safe 4 安全光幕的响应时间取决于保护区域的高度、
分辨率和光束的数目 ( 请参见第 20 页上的表格 )。
确定安全距离
必须以正确的安全距离安装光幕
• 与危险点的距离
• 与反射面的距离
美国安全距离公式
⊼ǂᛣ
安全功能
所有 GuardShield Safe 4 安全光幕都作为开 / 关设备工作，即根
据检测区域遮断或畅通来关闭 / 接通 OSSD 输出。
6
中文版说明书
该距离称为安全距离，必须在确定安全光幕防护高度和在机器
上安装光幕之前正确计算该距离。未正确计算该安全距离可能
会导致操作员受伤。
在美国，有两个用于正确计算安全距离的公式。第一个公式是
OSHA 公式，它是计算安全距离的最低要求。第二个公式是罗
克韦尔自动化推荐使用的公式，即 ANSI 公式，该公式在计算
安全距离时包含了需考虑的附加因素。
GuardShield™ Safe 4 安全光幕用户手册
安全距离 S (Ds)
保护区域高度
为避免站在安全光幕后方，
危险点
该距离应 75 毫米
OSHA 安全距离计算公式
CFR 1910.217
Ds = 63 X T
Ds 安全距离 ( 单位：英寸 )
63 OSHA 推荐的手速常数 ( 单位：英寸 / 秒 )
Ts 安全回路中所有设备的总停止时间 ( 单位：秒 )。该数值
值必须包括所有设备的响应时间，即包括安全光幕、安全光
T
S
幕控制器 ( 若使用 )、机器的控制回路以及与停止机械设备危
险运动有关的任何其它设备的响应时间。若在计算时遗漏了一
个或多个设备的响应时间，将导致应用的安全距离不足。这可
能会导致操作员受伤。
子章节
O
中指定的
S
OSHA
安全距离公式计算如下：
必须包括与停止机械设备危险运动相关的所有部件。对
于机械冲床，这是在曲轴旋转至约 90º 位置时测量的停止
时间。
ANSI 安全距离公式
罗克韦尔自动化推荐的 ANSI 安全距离公式计算如下：
= K x (TS + TC + Tr + Tbm) + D
D
S
Ds 安全防护设备和最近的危险操作点之间的最小安全距离，
单位为英寸。
K 手速常数 ( 单位：英寸 / 秒 )。当操作员从静止开始朝危
险操作点移动时， ANSI 标准值为 63 英寸 / 秒。注意事
项：ANSI B11.19 1990 E4.2.3.3.5 指出：“ 手速常数 K 值是
经过各项研究后确定的。虽然这些研究中包含了一些从
63 英寸 / 秒到 100 英寸 / 秒以上的速度，但它们并非是最
终结论。雇主在确定要使用的 K 值时需考虑所有因素，
包括操作员的体能。”
Ts 在最后一个控制元件上测得的机械工具停止时间。
Tc 控制系统的响应时间
T
和 Tc 通常由停止时间测量设备进行测量。
s
Tr 存在感应式设备 ( 安全光幕 ) 及其接口 ( 若有的话 ) 的响
应时间。该数值通常由设备厂商指定或由用户测量。
Tbm 制动监视器补偿正常停止时间偏差所允许的附加时间。
Dpf 穿透深度系数。它表示一个物体 ( 例如，手指或手 ) 进入
保护区域多远后才被探测到的附加距离。 D
的物体灵敏度有关。物体灵敏度指在感应区内任何位置
都能探测到的最小直径的物体。
pf
与安全光幕
pf
实例：
对于光电安全防护，例如在物体灵敏度 ( 有效分辨率 ) 小于
2.5 英寸的正交安全光幕应用中，可根据以下公式估算 D
：
pf
Dpf ( 英寸 ) = 3.4 × ( 物体灵敏度 –0.276)，但不可小于 0。
欧洲安全距离公式
必须在光幕和危险点之间保持一段安全距离。该安全距离确保
只有在完全清除机器的危险状态后才能进入危险点。
EN ISO 13855 和 EN ISO 13857 中定义的安全距离取决于：
•
机器或系统的停止/停转时间。(在机器文档中查找停止
停转时间，或必须通过测量确定该时间。
• 保护装置 ( 例如 GuardShield Safe 4) 的响应时间 ( 有关
“ 响应时间 ” 的信息，请参见第 6 页 )。
• 到达或接近速度。
• 光幕分辨率和 / 或光束间隔。
图 3：离危险点的安全距离
如何计算分辨率 40 毫米的 GuardShield Safe 4 系统的安全
距离 S。根据 EN ISO 13855 和 EN ISO 13857：
-> 首先，使用以下公式计算 S：
S = 2000 × T + 8 × (d – 14) [ 毫米 ]
其中，
T=机器的停止 / 停转时间
+ 保护装置的响应时间 [ 秒 ]
d=光幕的分辨率 [ 毫米 ]
S=安全距离 [ 毫米 ]
已经在公式中包括到达 / 接近速度。
-> 如果计算结果 S 500 毫米 (19.6 英寸 )，则使用所确定的数值
作为安全距离。
)
/
R
中文版说明书
7
R
GuardShield™ Safe 4 安全光幕用户手册
距离 D ( 米 )
䞡㽕џ乍
安装
GuardShield Safe 4
安全光幕时应确保
只有通过
GuardShield Safe 4
感应区才能进
入危险区。可能要求辅助安全防护装置与
GuardShield Safe 4
结合使用以满足该要求。
-> 如果计算结果 S > 500 毫米 (19.6 英寸 )，则按以下公式重新
计算 S：S = 1600 × T + 8 × (d – 14) [ 毫米 ]
-> 如果新数值 S > 500 毫米 (19.6 英寸 )，则使用新确定的数值
作为最小安全距离。
-> 如果新数值 S 500 毫米 (19.6 英寸 )，则使用 500 毫米 (19.6 英
寸 ) 作为安全距离。
实例：
机器的停止 / 停转时间 = 290 毫秒
响应时间 = 30 毫秒
光幕的分辨率 = 14 毫米 (0.55 英寸 )
T = 290 毫秒 + 30 毫秒 = 320 毫秒 = 0.32 秒
S = 2000 × 0.32 + 8 × (14 – 14) = 640 毫米 (25.1 英寸 )
S > 500 毫米，因此：
S = 1600 × 0.32 + 8 × (14 – 14) = 512
毫米 (20.1 英寸 )
如何计算 GuardShield Safe 4 PAC 系统的安全距离 S
当使用分辨率 d > 40 毫米的周界系统或光幕时，根据以下公式
计算垂直安装光幕和水平接近时的安全距离：
S = 1.6 毫米 / 毫秒 x T + 850 毫米
可以在 EN 13855 (2010) 标准中找到关于安全距离和安全高度的
更多详细信息。
离反射面的最小距离
发射器发出的红外光经光亮表面反射后可能由系统的接收器接
收。如果出现该情况，则当物体进入 GuardShield Safe 4 感应场
时，会导致无法探测到物体。
因此，所有反射面和物体 ( 例如，物料仓 ) 必须与系统的保护
区域保持一段最小距离 a。最小距离 a 取决于发射器和接收器
之间的距离 D。
图 5：“ 离反射面的最小距离 ” 曲线图
GuardShield Safe 4 系统的有效孔径角度在安装距离 > 3.0 米
(9.8 英尺 ) 时为 ±2.5°。根据发射器和接收器之间的距离，计算
孔径角度为 ±2.5° 时离反射面的最小距离，或从下表取一个合
适的数值：
发射器和接收器之间的距离 ( 范围 D)
[ 米 ( 英尺 )]
0…3.0 (0…9.8) 135 (5.31)
4.0 (13.1) 175 (6.88)
5.0 (16.4) 220 (8.66)
6.0 (19.6) 265 (10.43)
7.0 (22.9) 310 (12.2)
10.0 (32.8) 440 (17.32)
16.0 (52.4) 700 (27.55)
最小距离
a [ 毫米 ( 英寸 )]
公式：a = tan 2.5° x D [ 毫米 ]
a = 离反射面的最小距离
D = 发射器和接收器之间的距离
图 4：离反射面的最小距离
如何确定离反射面的最小距离：
• 确定发射器和接收器之间的距离 D [ 米 ]
• 从图中读取最小距离 a [ 毫米 ]：
8
安装和装配
本部分描述了 GuardShield Safe 4 安全光幕的准备、选型和安
装。安装和连接发射器和接收器。
确定将要安装 GuardShield Safe 4 的机械设备是否满足本手册开
头指定的要求，即机械设备必须可以在冲程或周期内的任何位
置随时重复停止。
中文版说明书
GuardShield™ Safe 4 安全光幕用户手册
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䫭䇃
ℷ⹂
+
操作员只有经过保护区域才能触及危险
的机器部件。
操作员不得进入保护区域和危险机器部
件之间的区域 ( 旁路预防 )。
校准步骤
标准型 GuardShield Safe 4
GuardShield Safe 4 配有一个集成式激光校准系统，其搭载了连
续供电的 2 类护眼型激光器，分别位于 GuardShield Safe 4 发射
器底部和 GuardShield Safe 4 接收器顶部。每个激光器都会发射
少量的可见光。若遮断手指符号下方的可见光，则会使其反射
回光学传感器，改变激光状态。若该光的可见度较低，则遮断
动作将使激光器发射高可见度光。若在同一个位置遮断可见
光，则会使激光器切换到低发射级别。在激活 5 分钟后，可见
光发射也将切换到低级别。
带集成式激光校准功能的 GuardShield Safe 4
断电并重新上电，以确保系统上电，并进入开启状态。
1. 执行安全距离计算后，将 GuardShield Safe 4 成对放在与危险
操作点保持正确距离的位置。
2. 使用 GuardShield Safe 4 安装托架安装发射器和接收器，使它
们面对面且处在同一个方向上。参考基准为 LED 指示器相
对放置。它们必须相互平行，且位于同一高度。接通
GuardShield Safe 4 系统的电源。
安装周界系统时，根据当地标准和规范给出的建议调节高度
( 欧洲：EN ISO 13855 [2010]) ( 参见图 2)。
GuardShield Safe 4 安全光幕适用于大部分操作环境 ( 环境防护
等级为 IP65)。必须遵照正确的安全距离，并提供充足的防护
高度。
ILAS 备注
由于存在尺寸公差，当光幕以最佳方式对准工作范围的中心
时， ILAS 可见激光束可能会偏离目标 “ 中心 ”。用 ILAS 校
准后，通过沿 X 轴 ( 左、右 ) 和 Z 轴 ( 上、下 ) 方向移动可以找
到最佳工作点。最佳工作点位于两个端点之间的中心位置，接
收器输出在此处从激活状态切换到停用状态。
D
ܝᐩ໘Ѣ᳔ՇޚⳈ⢊ᗕᯊˈILAS
ܝ✻⚍ৃ㛑Ӯأ⾏ILAS Ⳃ⚍DŽ
পއѢϡৠⱘ᪡䎱⾏ˈ᳔أ
⾏䞣ড়䅵ৃ䖒ҹϟ᭄：
2 ㉇
R = 7 ↿㉇
6 ㉇
R = 20 ↿㉇
9 ㉇
R = 30 ↿㉇
18 ㉇
R = 60 ↿㉇
30 ㉇
R = 99 ↿㉇
图 7：调节
ILAS
D = 7 ↿㉇
D = 21 ↿㉇
D = 32 ↿㉇
D = 63 ↿㉇
D = 105 ↿㉇
R
正确安装
图 6：发射器/接收器的布局
3. 将手指或手放在每个激光器前面 ( 靠近手指符号 )，打开
每个激光器。
4. 为实现最佳校准，调节发射器和接收器，使两个可见激光束
都射中相对放置的激光目标。允许小幅度偏离目标，只要它
们位于孔径角度内，就说明安全无害。
5. 切实拧紧所有螺丝。
6. 校准后关闭 ILAS。
R
中文版说明书
9
R
GuardShield™ Safe 4 安全光幕用户手册
操作员不经过保护区域就能触及危险的
机器部件。
操作员可以进入保护区域和危险的机器
部件之间的区域
保护区域深度的中点
安全距离
操作点
工具顶部
工具底部
为避免站在保护区域和操作点
之间的区域，必须保持安全
距离。
保护区域标记
机器停止时间
থᇘ఼
ᬊ఼
发射器朝相反方向发射。
每个接收器仅接受来自相
应发射器的光束。
发射器朝同一个方向发射：
必须使用光学 ( 物理 ) 栅栏
定位光幕：发射器朝相反
方向发射。
错误安装
必须在离危险操作点正确距离处安装 GuardShield Safe 4。该距
离称为安全距离。
多个 GuardShield Safe 4
当相邻安装两个或两个以上 GuardShield Safe 4 时，一个
GuardShield Safe 4 对的接收器可能会接收来自另一个
GuardShield Safe 4 对的发射器发出的红外光。
可采取各种技术来防止和避免来自安装在同一个平面的
GuardShield Safe 4
光幕的光学干扰。最简单的方法是互换发射器
和接收器对的位置，使来自第二个对的接收器避开相邻的另一
个
GuardShield Safe 4
一个物理栅栏，防止红外光到达另一个
对的发射器。此外，也可以在对之间放置
GuardShield Safe 4
对。
图 8：确定机器停止时间和安全距离
安装和校准 GuardShield Safe 4 安全光幕后，必须根据图 9 使
用具有相应分辨率 (14 或 30 毫米 ) 的测试杆对保护区域进行
测试。
图 9：使用测试杆对保护区域进行正确测试
10
中文版说明书
图
10
：多个
GuardShield Safe 4
的校准方案
安装托架
使用托架安装 GuardShield Safe 4，使其分别固定到发射器和接
收器侧。可能需要使用附加托架来安装 GuardShield Safe 4，以
确保与机械设备危险区保持正确的安全距离。
445L-AF6140
29.5
(1.16)
M6x40
M4x16
11
(0.43)
M6x60
11
17
(0.67)
135
(5.31)
40.8
(1.60)
70
(2.76)
36.4
(1.43)
37
(1.46)
M6
20
Ⳉᕘ
(0.79)
M 6x25
ݙ݁㾦㶎ϱˈ䗮䭓㶎㒍
M 6x6.1/14
䫕㋻ൿ
M 6x6.1/14
䫕㋻ൿ
ޣᤃ㶎
18
(0.71)
20
(0.79)
双重绝缘
本部分绝缘提供了针对危
险电压电平的补充绝缘。
电机等
危险电压电平
基本绝缘
危险电压电平危险电
压电平
强化绝缘或
双重绝缘
单元 1
电源单元
2
输出 ( 粉色和
灰色 )
基本绝缘
( 参见注意事项 )
基本绝缘
0V ( 蓝色 )
+24V ( 棕色 )
K1
K1
K2
K2
保护
屏蔽
标准安装托架 - 每套光幕随机附送
用于侧面安装
± 4° 可调
( 每个套件两个托架。 )
图
12
：冲击隔离装置
电气安装
GuardShield™ Safe 4 安全光幕用户手册
445L-AF6144
垂直安装托架 ( 可选 )
用于在光幕的垂直轴上安装
± 4° 可调
( 每个套件两个托架。 )
445L-AF6141
180° 安装，可旋转 ±90°，用于未使用
安装架设置安装角度的应用场合。
( 每个套件两个托架。 )
图
11
：用于
Safe 4
的各类安装托架
Safe 4 抗冲击安装套件
罗克韦尔自动化提供一个冲击和振动隔离套件，用于垂直安装
Safe 4。该套件对保护 Safe 4 光幕的内部光学和电子部件非常有
效。与 Safe 4 垂直安装托架 (445L-AF6144) 组合使用时，该套件
能发挥最佳的性能。
连接
电源
外部电源 (+24V DC) 必须满足 IEC 61496-1 的要求。此外，还
必须满足以下要求：
• 电源必须能够旁路 20 毫秒的短时电源故障。
• 电源在一次侧和二次侧之间有双重绝缘。
• 电源具有过载保护。
• 电源符合 EWG ( 工业环境 ) 的指导原则。
• 电源符合低压指令。
• 电源设备的接地导线必须连接到接地导线 PE 上。
• 电压电平的最大偏差为 24V DC +/- 20%。
R
中文版说明书
11
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