國際安全標準　ISO14119:2013 | 台灣

ISO14119 是一項名為「機械安全性—與防護裝置配合使用的互鎖裝置（註1）—設計與選擇的原則」的國際標準（B類標準）。該標準主要包含以下內容：
　・互鎖裝置的種類及其分類
　・在防護裝置開啟時使機械停止運作
　・根據機械停止所需的時間，在危險機械功能仍運作期間鎖定防護裝置
　・採取措施將合理可預見的互鎖裝置無效化行為（註2）降至最低
　・基於上述條件，對防護裝置與互鎖裝置的設計及選擇提出的要求

另外，以下內容引用自 JIS B9710:2019 的部分條文，並基於 IDEC 的理解進行解釋。如對內容有疑問或需進一步了解，請參考 ISO 或 JIS 原文檔案。

基於促動器動原理的互鎖裝置分類

如【圖1】與表1所示，安裝在防護裝置上的互鎖裝置，依其作動原理是否為機械式或非接觸式，以及促動器是否為專門設計，可分為Type 1至Type 4共四種類型。 每種類型在無效化的難易程度上有所不同，因此與防護裝置組合時，其要求事項也會有所差異。

 

 

表 1 中所述的「編碼化」是指為了啟動特定的互鎖裝置，促動器是否經過專門設計。 例如，對於Type 3 的磁性互鎖裝置，如果是對磁性有反應的金屬，無論是哪種金屬，都可以取代原本的促動器來啟動互鎖裝置。在這種情況下，Type 3 的磁性互鎖裝置的促動器被視為未編碼。
另外，Type 2 的舌狀動作位置開關（在 IDEC 中稱為「安全開關」）的促動器是專門設計的。這樣設計的目的是避免使用定規或螺絲起子等工廠現場容易取得的工具來啟動互鎖裝置（即無法輕易使其無效化）。在這種情況下，舌狀動作位置開關的促動器被視為已編碼。

此外，如表 2 所示，已編碼的促動器根據編碼數量分為未編碼、低（Low）、中（Medium）、高（High）等不同級別。編碼數量越多，越不容易被無效化。

　

帶鎖互鎖防護裝置的必要條件

通常為了防止人員因運轉中的危險機械功能發生事故，會使用防護裝置將危險機械功能圍起來。雖然將所有機械完全用固定式防護裝置圍住是安全的，但考量到工件的進出、清潔維護以及更換生產設定等使用便利性，此做法並不切實際。因此，通常會將防護裝置的一部分設計成門（可動式防護裝置），並配備互鎖裝置來檢測門的開閉狀態，這樣的設計就稱為帶有互鎖功能的防護裝置（互鎖防護裝置）。 互鎖防護裝置的功能是：當門處於關閉狀態時，允許危險機械功能運作；而當門處於開啟狀態時，危險機械功能則保持停止狀態，以在生產效率與安全性之間取得平衡。

針對這樣的互鎖防護裝置，首要考量的問題是是否需要帶鎖功能。

在這個情況下，需要考慮以下兩個時間之間的關係：
　・人員從打開門到接觸到危險機械功能所需的接近時間

如【圖2】所示，根據這兩個時間的關係，可以判斷互鎖防護裝置是否需要帶鎖功能：

互鎖裝置的功能圖示

如前所述，當總系統停止性能 < 接近時間時，在人員打開門並接近之前，危險的機械功能已經完全終止，因此互鎖防護裝置上並不需要安全鎖。
如【圖3】所示，無帶鎖互鎖裝置在防護裝置關閉時，危險的機械功能可以運轉。而且，防護裝置可以隨時開啟；當防護裝置開啟時，危險的機械功能將無法運轉。


此外，如前述，若總系統停止性能 ≧ 接近時間，為了防止人在危險的機械功能停止之前靠近，需要為互鎖防護裝置加裝鎖定功能。在鎖定式互鎖防護裝置中，如【圖 4 】所示，解鎖的條件分為兩種類型：一是「a) 無條件解鎖」，另一是「b) 條件式解鎖」。

這裡所說的「a) 無條件解鎖」是指操作者可以在任何時候解除鎖定的方式。然而，仍有一些條件需要滿足。例如，從操作者按下解鎖按鈕發出停止訊號，到危險的機械功能終止為止的時間，必須長於鎖定被解除所需的時間。
另一種「b) 條件式解鎖」是指只有在危險的機械功能終止之後，操作者才可以解除鎖定的方式。為了滿足此條件，需要採用某些方法來檢測危險的機械功能是否已經終止。

帶鎖式互鎖保護裝置的鎖定方式

當綜合系統停止性能 ≧ 接近時間 時，如果需要使用帶鎖式互鎖保護裝置，其鎖定方式必須符合圖5或圖6中的任一規定。

彈簧鎖定方式：透過彈簧進行鎖定，通電時解除鎖定。

【圖5】顯示的是在未對線圈端子施加電壓的狀態。在這個時候，靠著彈簧的力量，轉軸會向圖中左側移動，並且對凸輪進行鎖定。 當對線圈端子施加電壓時，線圈會被激磁，使得轉桿向圖中右側移動，並解除對凸輪的鎖定。

動力鎖定／解鎖方式：通電時鎖定，通電時解鎖

【圖6】顯示的是在線圈端子施加特定方向的電壓時的狀態。在此情況下，通過線圈的激磁作用所產生的力量使得轉軸向圖中左側移動，並對凸輪進行鎖定。
當對線圈端子施加相反方向的電壓時，線圈的激磁力量會改變方向，從而使轉軸向圖中右側移動，並解除對凸輪的鎖定。

另外，【圖6】所示的鎖定/解鎖方式：在通電狀態下鎖定，並透過彈簧進行解鎖，僅在特定情況下使用。例如，雖然從安全角度來看不一定需要鎖定，但若出於保護生產過程的考量（例如，避免在生產過程中門被隨意打開等），則可以採用此方式進行鎖定。

線圈鎖定方式：通電時鎖定，透過彈簧解鎖

【圖6】顯示了電壓施加在線圈端子的狀態。在此狀態下，線圈被激磁，導致轉軸向圖中的左側移動，並鎖定凸輪。
當停止對線圈施加電壓時，轉軸會在壓縮彈簧的作用下向圖中的右側移動，解除凸輪的鎖定。

關於「彈簧鎖定，通電解鎖」及「通電鎖定，彈簧解鎖」的更詳細說明，請參考以下連結。

關於安全互鎖裝置的安裝要求

如果安全互鎖裝置本體或促動器的安裝位置調整不當，或者因使用過程中的振動與衝擊導致位置偏移，可能會導致無法正確偵測門的開關狀態，甚至造成安全互鎖裝置的損壞，影響設備的正常運作。因此，針對安全互鎖裝置的安裝，規定了以下要求。

安全互鎖裝置本體的安裝要求

應依照製造商的指示正確安裝，並確保安裝後的位置不會發生變化，需滿足以下條件：
・　安裝方式需可靠，且拆卸時需使用工具（註 4）。
　　註 4）硬幣或指甲銼等臨時性工具不被視為正式工具。
・　對於 Type 1 安全互鎖裝置，調整後需具備永久固定的方法（例如使用插銷、定位銷）。 ・　需防止因自然因素導致的鬆動。
・　需防止裝置被可預見的方法無效化。
・　應避免因可預見的外部因素造成損壞，如有必要應提供防護措施。
・　促動器與安全互鎖裝置本體的相對位置應遵循製造商的指示。
・　不得將安全互鎖裝置用作機械止擋（除非製造商允許）。
・　不得因安裝錯誤導致防護裝置產生縫隙，使人體部分可能從間隙伸入內部，造成事故風險。
・　裝置應牢固安裝，以確保正確運作。

促動器安裝要求（5.2 項）

為了在預期壽命內最大程度減少鬆動或安裝位置變化的可能性，需滿足以下條件：
・　安裝方式需可靠，且拆卸時需使用工具（註 4）。
　　註 4）硬幣或指甲銼等臨時性工具不被視為正式工具。
・　需防止自然鬆動。
・　應避免因可預見的外部因素造成損壞，如有必要應提供防護措施。
・　不得將促動器用作機械止擋（除非製造商允許）。
・　應牢固安裝，以確保裝置能夠維持正確運作。

帶鎖定功能的互鎖防護裝置在危險機械功能啟動時的條件

當系統的綜合性停止性能 ≧ 人員接近時間，因此需要使用具鎖定功能的安全互鎖防護裝置時，危險機械功能的啟動必須符合特定條件。這些條件包括：防護門必須關閉，且處於鎖定狀態。
例如，如【圖 5】 所示，可透過將防護門開／關偵測接點與鎖定／解鎖偵測接點串聯來滿足此條件。
另一種方法是，採用 當防護門關閉並鎖定時才會導通的 NC（常閉）接點，透過安全開關本體的設計來實現該條件。
這類僅在防護門關閉且鎖定時才能啟動危險機械功能的回路，會顯示如【圖 8】所示的鎖定監視標誌。

帶鎖定功能的互鎖防護裝置的額外解鎖功能

根據 ISO 12100 的規定，當風險評估的結果導致採取安全對策時，確認這些對策是否會產生新的危險源是非常重要的。這項原則同樣適用於 具鎖定功能的安全互鎖防護裝置。
當綜合性停止性能 ≧ 人員接近時間 時，會安裝具鎖定功能的安全互鎖防護裝置，以確保在危險機械功能完全停止之前，人員無法靠近。但同時，必須確認該裝置是否會導致新的危險源。
機械的大小與類型各不相同，其中特別需要注意的是人員可能完全進入鎖定式防護裝置內的大型機械。對於這類機械，當防護門上鎖時，必須確認是否會導致操作人員或維修人員被困在機械內部，進而產生新的危險。

如果存在因被困而導致的潛在危險，則必須配備在緊急情況下供外部人員在緊急狀況下解除鎖定的「緊急解鎖功能」和供內部人員在必要時自行解除鎖定，以防被困的「內部逃生解鎖功能【圖 9】」。此外，如果防護裝置發生故障時，允許從外部解除鎖定，以便進行檢修或救援則可能需要「輔助解鎖功能【圖 10】」。

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選擇互鎖裝置時需要考慮的事項

靜態和動態鎖定強度

當需要對互鎖安全防護裝置進行鎖定時，必須確認互鎖裝置的鎖定強度。這是因為如果施加的力量超過鎖定強度規格值，導致鎖定機構損壞，作業人員可能會暴露在運行中的危險機械功能之下。
為了防止此類情況發生，應考慮門的重量、門的驅動方式（由人手推動或由馬達等設備驅動）等因素，選擇符合必要鎖定強度規格的鎖定型安全開關。

需要注意的是，一般來說，安全開關的規格主要針對靜態鎖定強度。這表示，在鎖定狀態下，當門受到緩慢施加的外力嘗試開啟時，鎖定機構能承受的最大力量即為其鎖定強度規格值。

然而，例如門快速關閉時產生的反作用力（彈跳現象）或機械運行時的振動等，會對鎖定機構施加動態力量，而這些因素通常不在鎖定強度規格值的考量範圍內。因此，在實際應用中，若門因反作用力或機械振動反覆受到衝擊，即使該衝擊力低於鎖定強度規格值，仍可能導致誤作動或鎖定機構損壞。

因此，機械設計時應盡量減少門因快速關閉產生的反彈作用力或機械振動的影響。此外，從安全角度考量，也應事先確認萬一鎖定機構損壞時的影響，例如：機械是否會立即停止（安全側故障）、仍持續運轉（危險側故障），或者可能因情境不同而有不同結果，並根據這些風險進行機械設計。

IDEC 提供多款考慮到鎖定機構損壞時故障模式的鎖定型安全開關，請根據用途選擇適合的產品。

將互鎖裝置無效化降至最低的措施

互鎖裝置（Interlock）可能因各種原因被無效化。例如，有時工作人員希望在門開啟的狀態下調整機械，或因頻繁開關門太過麻煩而選擇直接在門開啟時作業。此外，若互鎖裝置發生故障或異常，導致機械頻繁停止，影響作業效率，可能會讓人想要關閉該裝置。然而，一旦互鎖裝置被無效化，作業人員的安全將無法獲得保障，發生意外事故的風險將大幅提高。
因此，防止互鎖裝置被無效化是確保作業安全的重要對策。

其中一種方法是改善機械的設計或作業流程，使機械更容易操作，從而減少人員想要無效化互鎖裝置的動機。

另一種方法是，如果無法完全消除無效化的動機，則需要根據表 3 所示的規範，針對不同類型的互鎖裝置採取對應的對策，以防止可合理預見的方式停用裝置。

防止接近

透過控制系統防止無效化

不可拆卸的固定方式

控制相關的要求事項

互鎖裝置作為控制系統的安全相關部件，主要用於防止當門開啟時，危險的機械功能被啟動。因此，在各類機械的專屬安全標準中，可能會規定其所需的性能等級（PLr）或必要的安全類別。請確認機械對應的專屬安全標準。
此外，關於要求的性能等級與安全類別，請參考以下連結以獲取詳細資訊。