許多不適合使用物理式防護裝置的機器上都將安全光電防護設備（ESPE）（如安全光幕與安全區域雷射掃描器）用作防護設備。例如將產品從一個生產區域運至另一個生產區域的輸送帶就會是這樣的情況。多數情況下，此類應用要求安全光電防護設備讓特定物體通過防護區域，並且仍然能夠對出現的人員作出反應。實施安全材料處理流程最常見的方式是在材料處理流程中，藉助附加的感測器暫時消除安全光電防護設備的功能（「靜默」）。但是還有其他方法不需要靜默，而是使用可靠的演算法來區分物料與人員。
本文將對此項主題開展研究，並介紹利用安全光電防護設備實現安全材料處理流程的方法的若幹範例，還提供了選擇相應應用最合適的解決方案的一些提示。
在歐洲經濟區範圍內，法律規定必須確保機器安全。
對於要在歐洲經濟區範圍內將機器投放市場的製造商而言，機械指令（2006/42 / EC）規定了機器設計製造的安全與健康防護基本要求。機器營運商則需遵循工作設備指令（2009/104 / EC）。
為確保機器安全，作為遵循安全要求的實用性解決方案建議，制定了EN協調標準。如果完全遵循某項EN協調標準的要求，即可達成所謂的（與相應指令的）一致性推定。
這些協調標準分為三個類別：
存在C型標準時，原則上其優先度高於A型及B型標準。但是C型標準涉及所有相關的A型及B型標準，而不是重新編寫內容。
但是，運用某一項C型標準有可能並不能如預期一樣，符合歐盟機械指令的安全與健康防護基本要求（EHSR）。現在，多臺機器（其中每一臺有或者沒有相應的C型標準）經常會相互組合在一起工作。這會使情況變得略為複雜，例如用於為數控機床裝料的機器人，由車削機床、機器人、自動抽屜系統及輸送皮帶組成，見圖1。
對於通常包含安全光電防護設備（ESPE）的機器，相應的C型標準中往往提供了設備應用的相關提示。例如論述包裝機安全要求的C型標準集E 415就包含了眾多有用資訊。
針對拖板包裝機（卷膜機）的EN 415-6標準包含了多個附錄，涉及主題有處於垂直位置的安全光電防護設備、安全光電防護設備的動態單元定位及安全光電防護設備靜默。然而此項標準早在2013年就已發佈，而此後又出現了一些能夠用於上述應用的更新的技術。標準原本介紹的就是當前的技術水平，可是標準的開發無法始終反映技術進步的最新情況。
在涉及到安全光電防護設備所屬的控制系統的堅固性方面，EN 415-6標準參考了EN ISO 13849與EN 62061標準（目前已由EN IEC 62061取代）。控制器的這些「安全相關」部件（SRP/CS）必須進行相應的設計，並具備一定的堅固性，能夠符合要求的風險降低程度。
EN ISO 13849與EN IEC 62061標準包含SRP/CS的設計與整合原則的安全要求及指導方針，包括軟體開發，並規定了執行安全功能（SF）的特徵。這兩項標準都可以使用，但本文著重介紹EN ISO 13849標準。
EN ISO 13849標準包含一系列典型安全功能的範例，並參考了一些同樣重要的標準。針對安全光電防護設備與靜默，其參考了EN ISO 13855與EN IEC 62046標準。
EN ISO 13855標準介紹了如何針對人體的接近速度佈置防護設備。計算最小距離的基本公式是：
S = (K × T) + C
其中：
S = 安全光電防護設備與危險點的最小距離
K = 人員的接近速度
T = 系統的總停止時間
C = 侵入距離（從防護設備解析度及從上方接近的可能性中得出的一個附加值）。
SICK可為此項主題提供指導與幫助，並擁有諸多文件可以提供給客戶。SICK還提供停止時間量測等安全服務，以獲得用於計算必要最小距離「S」的「T」值。
EN IEC 62046是在當前應用的EN ISO 13849標準發佈後出版的一項標準。始終建議應用代表最新技術水平的一項適用標準。EN IEC 62046具體介紹了用於人員辨識的防護設備的應用，並包含關於靜默的提示。
對於拖板包裝機，下列標準包含有關安全光電防護設備的有用提示：
但是此清單並不完整，還有其他一些標準也與之相關，如針對電氣安全的EN 60204，以及針對「避免意外的機器啟動」的EN ISO 14118等。
C型標準通常包含關於靜默的資訊，並參考了其他標準。但是如果沒有C型標準，必須在遵循所有相關B型標準的前提下降低風險。如果不確定應當應用哪項標準，最好諮詢這方面的專家。
但是標準無法包含在其發佈後才研發出的技術的相關提示。此時可一並使用EN ISO 12100標準。
C型標準針對靜默提供了相關的指導方針，但是讀完所有相關的C型標準需要耗費大量精力。那麼EN ISO 13849與EN IEC 62046標準是如何闡述靜默這一主題的呢？
EN ISO 13849
EN ISO 13849標準將靜默定義為「利用控制系統的安全相關部件（SRP/CS）暫時自動消除一項或多項安全功能」。其中的關鍵詞有：
暫時——安全功能（SF）消除多長時間？
我們來看一項由安全光幕觸發、以防護堆垛機通道的安全相關的停止功能。當物料接近光幕時（拖板裝滿），控制器必須辨識此物料，並消除光幕的安全功能（人員辨識），以使物料通過，見圖2。
此操作可藉助感測器實現。系統必須能夠可靠辨識物料，從而區分物料與人員。在靜默操作過程中，必須運用其他手段確保安全狀態（封鎖入口防止運輸的物料進入），並且結束時必須恢復SRP/CS的所有安全功能。
一項普遍的誤解是以為所有靜默系統都必須有靜默指示燈。盡管部分C型標準規定了使用指示燈，但在EN ISO 13849標準中只是說，「某些應用中需要有靜默指示信號」。EN IEC 62046標準還規定（插圖 2：安全功能靜默），如果有指示燈提示靜默功能已啟用，則應考慮提供這樣的指示燈是否會導致有人非法試圖進入危險區域。因此，最好還是不用指示燈。
EN IEC 62046
EN IEC 62046標準包含資訊附錄、關於應用與放置用於物料辨識的防護設備與感測器以啟動靜默功能的提示，此外還提供了便於清楚理解的範例。但是這些範例不應視作應用中可用的唯一的解決方案，也不應當限制創新或技術進步。下圖中也有此項標準的圖示。
EN IEC 62046標準第5.7節詳細論述了與靜默主題相關的要求，並介紹了與EN ISO 13849相似的主題，但是更加詳細。此項標準介紹了採用靜默功能時需遵循的要求，例如：
此項標準還提供了可用措施的建議與諸多範例。其中還包括關於靜默、以便於人員與物料進入的提示，以及視靜默而定的手動超控。
EN IEC 62046——靜默範例
IEC 62046標準附錄D包含一系列使用光電靜默型感測器允許物料自動進入時對其進行設定的範例。但是如前文所述，所列清單並不完整——其初衷並不是規定僅能使用這些設定，但是僅介紹了最常用的一些設定，此處請見圖4。
靜默型感測器定位的最重要要求是在選擇感測器時，應確保當系統處於靜默狀態時，沒有人能夠經過通往危險區域的開口。例如，人員站在拖板上隨之移動、或在物料旁邊或後方走動時，就會發生這樣的情況。附錄還提供了相關的指導方針（附加措施、鉸鏈門等），並介紹了防止篡改的一些方法。
同樣重要的一點是，靜默設定不會在運輸物料與固定件之間引發更多的危險（如夾傷）。還提供了關於下列最大／最小距離的提示：
EN IEC 62046標準的最新版本於2018年發佈，取代了最初於2008年發佈的IEC/TS 62046技術規範。但是此項標準包含的範例有限，並且在其起草之後又開發出了新的技術與靜默解決方案。從安全技術角度，靜默主題最關鍵的是要符合EN IEC 62046標準規定的防護目標。這意味著，如果替代性解決方案能夠取得同等（甚至更高的）安全等級，則同樣允許採用此項解決方案。
下一章節提供了其他的靜默範例，還介紹了採用智慧型演算法、無需使安全光電防護設備靜默的新方法。
與安全光幕類似，安全區域雷射掃描器是可用於辨識人員的安全光電防護設備。通常情況下，我們會以為雷射掃描器的防護區域處於水平面上。雷射掃描器經常使用的應用範圍有在機器人單元中防止啟動，或作為無人搬運車（FTF）安全停止的觸發器，見圖5。
但是它也可以和安全光幕一樣垂直使用，並藉助輸入信號動態改變防護區域。安全光幕是透過僅消除特定數量的光軸數來提高安全度，而安全區域雷射掃描器則是在靜默狀態下根據物料所處的環境輪廓調整防護區域的形狀，見圖6。
由此不再需要用到附加的防護設備或感測系統，來防止在安全光電防護設備靜默時，未辨識到有人進入機器的情況。
如果除此之外，還具備連接掃描器的安全傳輸介面（如CIP Safety、PROFISAFE、SICK – EFI Pro），則可以同時存取多個防護區域。這一操作稱為同步防護區域分析，使工程師能夠僅僅用一臺感測器開發複雜應用。SICK Safe Portal Solutions安全解決方案就採用了這些功能，以藉助動態調整防護區域的單獨的「靜默區域」可靠辨識物料，從而使物料能夠穿過開口，而開口的其余部分仍受到監控。由此，不再需要用到靜默型感測器，從而提高了靈活性，並且能夠減少佔地面積，見圖7。
Safe Entry Exit安全系統是傳統靜默功能的替代方案並獲得了TÜV認證。系統僅使用流程控制器的一個信號作為第一個信號，以及光幕本身的信號作為第二個靜默信號。由此，配合時間與序列監控，能夠可靠辨識物料，從而啟動靜默功能。和Safe Portal一樣，此系統也能省去附加的靜默型感測器，減少靜默系統的佔地面積，見圖8。
安全裝置種類變得十分繁多，並且由於配備了高性能微晶片，能夠高速運行複雜的演算法。可以對單條光束進行分析，從而在持續運作的安全感測器中實現圖案辨識。這意味著，安全裝置能夠可靠區分人員與允許進入危險區域的物料。此類系統絕對不會影響在流程中辨識人員的安全功能。由於未中斷的光束仍然保持運作狀態，因此提供了不間斷防護。
C4000 Fusion安全光幕可用於水平位置，方便使用者根據下列參數進行不同模式的參數設定，如：
這意味著，只有特定的輪廓才允許穿過安全光幕防護區域，且不會觸發安全功能（= 觸發停止），例如由此可區分機架上的汽車與人員，見圖9。
圖案辨識的另一個範例是deTec4安全光幕的Smart Box Detection功能。此功能對光束進行分析，以辨識在光幕的二維視角呈長方形的物體，如紙箱或桶。這一點對於之前一般使用通道進行防護，以增加與危險點之間的距離的應用尤其有效。此時不再需要用到靜默型感測器，且視機器停止時間而定，能夠大幅縮短安全距離。未中斷的光束仍保持運作狀態，從而繼續防止物體上方未被辨識的干預操作，圖10。
另一項需要注意的內容是如何實施解決方案。例如，可以如EN IEC 62046標準所述，採用經過預配置、預佈線、匹配及預認證的解決方案，圖11。
採購整個系統、而不是採購所有單個元件、支架及電纜線，可減少設計、設定與安裝所需的作業。同時還可以減少驗證系統效能（PL/SIL）耗費的精力。
在安全控制器中執行靜默時，可以使用經過預認證的功能模組，利用現成的完整邏輯套件，為使用者提供更多靈活性。另外還有整合了靜默演算法／安全演算法的獨立解決方案與裝置。
有必要瞭解實施靜默系統的優缺點，因為會影響成本、可用性、堅固性、規格、佔地面積等多項因素。下表1列出了最常見的實施方式。
在實際操作中，部分系統可能會與此表不同，但是總體上這些系統是基於這一領域累積的豐富經驗形成的，可以用作有效的衡量標準。
安全光電防護設備通常在機器上用於防護危險區域的通道。系統往往會自動允許物料進出，同時可靠保護人員。其中，隨著時間推移，安全裝置的傳統靜默功能已發展為一項越來越豐富多樣的方法。但是市場上還有其他許多解決方案，其中有的解決方案並不會影響安全功能（= 觸發停止），而是運用智慧型圖案辨識功能，動態放行物料，同時仍辨識有人員進入的情況。
每項應用都具有獨特性，而且有些解決方案要比其他更具有優勢；因此，設計師需要仔細考慮自己認為重要的內容。如果機器存在相應的C型標準，則其中會包含實施安全解決方案的提示與指導方針。但是技術的進步往往要比標準的開發速度更快。EN IEC 62046標準就認識到了這一點，指出有可能存在其他解決方案。選擇最佳解決方案的關鍵因素只有一個，即：能否實現防護目標，解決方案是否難以被篡改。
安全光電防護設備製造商在防護設備的應用方面經驗豐富，能夠提供諸多替代性解決方案，幫助物料安全通過機器。如果您感到不確定，SICK安全與感測器專家將為您提供諮詢，幫助找到與您適合的解決方案。
