深度解剖工业用锁的特性与选择

锁和钥匙都是常见的生活用品。住家、店铺、办公室等等地方的出入场所都有普遍应用，同时抽屉、金库、保险箱、信箱，还有自行车、摩托车、汽车等等物件，都需要使用锁和钥匙。锁和钥匙作为一种保安设施，肩负着着保护我们财产与生命的重任，因此它们的安全性对于生活与工作就显得尤为重要。

锁的分类

目前最广泛使用的锁以机械类型为主。根据机械结构的不同，常见的机械锁又细分为杆锁、叶片锁、弹子锁等等。

杆锁

现在在挂锁、抽屉、衣柜还有比较早期的自动门都还在使用杆锁。锁内部有名为杆锁簧的板状障碍，锁簧上有凹槽，同时还有一个H形槽，门闩中有一个凸起部分，就收在这个槽里。钥匙插进锁孔，旋转钥匙，钥匙上的凸起就会顶起杆锁簧，继续旋转钥匙，就可以让门闩上的凸起通过H槽，从而让门闩移动。

图1 杆锁原理图

叶片锁

叶片锁的原理就是利用钥匙上斜面角度变化不同的牙花来旋转对齐锁芯中角度变化不同的叶片，拨动锁内与之吻合的叶片缺口进行封启，从而实现锁芯旋转开启的一种锁。

图2 叶片锁剖面图

弹子锁

弹子锁是其中一种最常见的锁具结构。原理是使用多个不同高度的圆柱形零件，锁住锁芯。当放入正确的钥匙，各锁簧被推至相同的高度，锁芯便被放开。弹子锁的弹子越多，开锁难度就越大。

图3 弹子锁原理图

安全等级

鲜为人知的是，锁也有等级区分。在较早的国标《GA/T73-1994 机械防盗锁》中就对进行了A、B两种类型的定义。中华人民共和国公安部在2015年月29日将标准进行了修订并以《GA/T 73-2015 机械防盗锁》进行替代。

其中重新定义了产品安全级别分为A、B和C三级；A级最低，依次递增。

图4 不同的级别锁对应的钥匙

在最重要的一个安全级别量化参数“防破坏净工作时间”中，可以看到随着破坏所需时间的增长，锁的可靠性也对应提高。

图5 防破坏净工作时间表

工业安全中的锁与钥匙

在工业安全领域，面对机器多样的操作模式，需要赋予操作/技术人员的不同级别的授权，其系统的安全可靠性更为举足轻重。使用高安全等级的钥匙驱动控制“锁”进行模式切换，有助于在机器进入不同的任务阶段时，以极低的失效概率提供安全保障。

针对工厂安全的应用需求，尤其是具备诸多操作模式机床设备，皮尔磁PILZ的操作模式选择开关PITmode提供了安全可靠的解决方案。它整合了安全的模式切换及准入授权控制的双重功能。

图6 皮尔磁安全产品 PITmode

操作模式选择开关PITmode的入门套件现也已全新推出。套件中的部件包括：

• PITmode（带有适用于机床应用的图符）
• 分别用于操作模式一至四的应答器钥匙
• 一个用于隐藏的“服务”操作模式的应答器钥匙
• 一组弹簧加载端子和一些固定螺丝。

借助套件中的多头螺丝刀，您可立即使用、安装和调试PITmode。

图 7 皮尔磁新推出 PITmode 入门套件

安全特性

PITmode的模式选择开关配合安全逻辑控制单元，最高可以实现EN ISO 13849-1 PLd级的应用，每小时危险失效概率可达1.10E-08，可靠性足以让机械式防盗锁望而生畏。

图8 PITmode 的安全特性表

特性一览

l  通过自诊断实施的安全模式切换

l  将模式选择开关与准入授权整合一体，节省空间

l  可选有/无机床模式标识的钥匙组合

l  基于LED安全显示并快速识别所选的操作模式及授权等级

l  基于编码原理的高等级操纵保护

皮尔磁中国

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