未来,企业内部物流领域中首先要解决的一件事就是灵活。随着对灵活性要求的提高,对移动机器人安全性的要求也在提高。因此根据ISO3691-4标准,工业车辆安全要求和验证第4部分中对无人驾驶工业车辆及其系统的要求,自主移动机器人(AMR)同样也需要一个非常灵活的移动方案,以便始终保持AMR的安全可靠性。而确保AMR安全可靠的一个重要因素就是它所使用的传感器。安全激光扫描仪不仅必须控制着AMR在转弯时切换到安全保护区行驶,同时确保实现可靠的定位与即时制动,达到PL d级的高安全标准。用于将AMR切换到PL d等级安全保护的控制器也需要有一定的参数化赋值与设置的功能。

图1 Pilz公司提供了一套完整的解决方案,包括无人驾驶地面运输车用的传感器、控制技术和安全保障系统
安全的和动态的行驶区域切换
Pilz公司研发生产的小型控制器Pnoz Multi配用了Pnoz Multi配置软件,提供了专门开发的同步检测模块。通过这些装备,使AMR控制系统能够可靠地监测移动平台的同步运动。程序控制功能可以比较运动轴的两个编码数据值,从而得出自主移动平台运动速度和运动方向的有关结论。
有了这些信息,就可以利用诸如Pilz公司研发生产的安全激光扫描仪PSenscan实现法律法规要求的安全区域动态切换。利用Psenscan的区域选择功能可以在多达70个不同区域中自由切换。当AMR以高速行进时,该功能自动扩大安全保护区域范围,以提前识别并应对潜在危险;而在低速状态下,则相应缩小保护区域,有效避免不必要的运动停止,确保运行效率与安全性的完美平衡。两台按照对角线配置在AMR上的安全激光扫描仪可以提供360°的全方位视野,因此AMR就可以高效、安全地运动。
实时的定位和导航
区域集数据的配置可以在自主导航计算机中导入和处理。Psenscan激光安全扫描仪定位和导航的激光束还能提供测距数据。数据的传输是按照用户数据协议(UDP)进行,通过C++数据库或者机器人操作系统(ROS)的开放接口来传递的。这为用户提供了很高的使用灵活性,并可以轻松地创建周围环境导航用的导航地图。

图2 Pilz公司的工业防火墙Securitybridge可用于企业的内部网络,可以防止未经授权者访问AMR平台的控制器,即使在移动应用程序中也是如此
保护AMR免受不必要的外部访问
除了机械安全之外,工业安全也在企业内部物流中有着越来越重要的意义和作用。越来越多的网络互联也需要更多的保护AMR控制系统免受不必要的外部访问,确保安全的完整性。AMR通过WiFi与它们的控制系统或者车队管理系统建立通讯联系,并接受它们发来的订单。这就使它们容易受到外部未授权的访问或者操控。数字地图中的数据可能被外人查询、操控或引发事故,在最坏的情况下甚至会关闭AMR的运动。
像Pilz公司开发的Securitybridge工业防火墙就能有效保护数据通讯并防止外部黑客非法入侵。这也就意味着在AMR工作时任何人都不能未经授权的访问移动平台内部的自动化网络,因此AMR的安全元器件也受到了很好的保护。此时的工业防火墙就像一个“保镖”一样,只允许所谓的“白名单”中的数据和信息进入移动平台的内部网络,例如允许哪些(诸如车队管理系统)与AMR机器人通信,不能传递哪些信号。这一设计显著降低了可能遭受的攻击风险,同时让攻击者难以利用网络中的安全漏洞,因为通讯任务的执行仅限于具备相应权限的人员,从而大大增强了系统的安全性。

图3 Pilz公司的解决方案能够实现无人驾驶地面运输系统的保护和生产场地的区域监控
通过权限和操作模式控制访问
除了单纯的数据安全和网络安全之外,综合性的身份识别和访问管理(I.A.M.)也提供了防止物理操纵失误或者错误操作的安全保护。目前最简单的办法就是用钥匙开关控制非法访问移动平台。但是,当完全没有授权的人用钥匙开关打开了移动平台并使自己或者他人处于危险之中又该怎么办呢?这时即使是怀有恶意的人也能够操作移动运输车辆,实现他预先设想的一些功能。
在企业的生产实践中可以通过例如Pilz公司开发的车辆使用模式选项和访问授权系统Pit Reader来解决问题,防止未经授权者访问AMR平台。这一系统把移动机器人设备的安全性与工业安全性结合到一起,实现了AMR操作模式的选择权与访问授权的控制。其应用范畴极为广泛,不仅涵盖了从基础移动平台运行状态的验证,还深入到了密码的日常使用,直至为企业提供全方位、定制化的密码保护解决方案。
因此,通过集成一套全面的工业安全解决方案,从安全激光扫描仪的部署,到可灵活配置参数的控制器,再到诸如防火墙及访问授权系统等关键安全措施,Pilz都能够确保AMR的使用安全无虞,并为其运行提供坚实的保障。
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