化工企业使用AGV的最大障碍是防爆。普通AGV在运行时,电机换向电刷可能产生火花,继电器触点可能拉弧,电池短路可能引起高温。在存在可燃气体的Zone 1或Zone 2区域,这些都可能引发爆炸。本文介绍防爆AGV的设计要点和认证路径,帮助化工企业正确选型。
防爆区域划分与对应AGV等级
根据国家标准GB 3836,爆炸性环境分为Zone 0(连续存在)、Zone 1(正常运行时可能出现)、Zone 2(罕见出现)。AGV通常只能用于Zone 2(偶尔出现)和部分Zone 1。防爆标志示例:Ex nR IIC T4 Gc——表示正压型,适用于IIC类气体(氢气、乙炔等),温度组别T4(≤135℃),设备保护级别Gc(Zone 2)。
成都蓉希智能提供的防爆AGV主要针对Zone 2和Zone 22(粉尘防爆),防爆等级可达Ex nR IIC T4 Gc和Ex tb IIIC T135℃ Db。对于Zone 1场景,需要更高级别的隔爆型(Ex d),成本极高,一般不推荐使用AGV。
防爆设计之一:隔爆外壳与正压吹扫
最常用的防爆措施是“正压型”(Ex p)。AGV的所有电气部件(控制器、驱动器、电源模块)安装在一个密封的金属壳体内,壳体内部持续通入洁净的压缩空气(或惰性气体),保持微正压(50-100Pa),防止外部可燃气体进入。壳体上安装压力传感器和排气阀,当内部压力低于设定值时,自动切断电源并报警。
另一种方式是“隔爆型”(Ex d),将电气部件放在足够坚固的壳体内,即使内部爆炸,火焰和压力也不会传递到外部。但隔爆壳体非常厚重,会大幅增加AGV自重和成本。
成都蓉希智能的防爆AGV采用正压型设计,整机重量仅比普通AGV增加30%,且通过了国家防爆电气产品质量监督检验中心的测试。
防爆设计之二:本质安全电路
对于信号线、传感器、按钮等低压电路,可以采用本质安全型(Ex i)。本质安全电路通过限流器、安全栅等元件,将电路的能量限制在不会点燃可燃气体的水平以下(例如电压<30V,电流<100mA,功率<1.5W)。即使线路短路或断开,产生的火花能量也不足以引燃。
AGV上的激光雷达、急停按钮、指示灯等都需要选用本安型或隔爆型。成都蓉希智能的防爆AGV所有外露传感器均为本安型,并经过ATEX认证。
防爆设计之三:防爆电池与电机
普通锂电池在内部短路或过充时可能释放高温。防爆AGV必须使用“防爆型电池”,电池包内每个电芯都有独立的温度传感器和熔断器,外壳采用金属密封,并配有泄压阀。充电接口也是防爆设计,插拔时不产生火花。
驱动电机必须是无刷电机(无换向火花),且电机外壳为隔爆型或正压型。伺服驱动器安装在正压壳体内。车轮材料使用防静电聚氨酯,防止静电积聚放电。
实战案例:某涂料厂的防爆AGV部署
成都蓉希智能为一家水性涂料生产厂(部分区域存在二甲苯蒸汽,Zone 2)部署了6台防爆AGV,用于原料桶和成品桶的搬运。现场条件:原料库为Zone 2防爆区,要求所有电气设备符合Ex nR IIC T4。蓉希智能提供了正压型防爆AGV,所有电气部件密封在正压壳体内,外壳采用不锈钢材质,表面电阻率低于1GΩ(防静电)。AGV配备了可燃气体探测器,当检测到气体浓度超过10%LEL时,AGV自动停机并报警。
项目实施后,该涂料厂的原料搬运从人工改为AGV,消除了叉车在防爆区内的安全隐患。原本需要8名叉车司机(需持有防爆操作证),现减至2名监控员。项目通过了当地安监部门的验收,获得了防爆设备使用许可。总投资约200万元,年节省人力成本约60万元,回收期约3.3年(化工行业回收期较长但安全收益无法量化)。
选型与认证注意事项
采购防爆AGV时,务必确认:1)供应商是否具有防爆电气生产许可证;2)AGV是否通过了国家防爆认证(提供CNEX或NEPSI证书);3)防爆等级是否满足现场要求(Zone分区、气体组别、温度组别);4)是否提供完整的防爆手册和操作培训。成都蓉希智能的防爆AGV系列已获得国家防爆认证,并提供安监部门所需的全部文件,协助客户完成合规验收。
防爆等级:Ex nR IIC T4 Gc(Zone 2)或Ex tb IIIC T135℃ Db(粉尘)
正压型壳体:压缩空气保持微正压,防止气体进入
本质安全电路:限制能量,传感器和按钮本安型
防爆电池:金属密封+温度传感器+泄压阀
案例:涂料厂6台防爆AGV,通过安监验收,回收期约3.3年


