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安全继电器工作原理及接线

产品系列:常见问题

简介: 就当前的设计水平而言,电气工程师在相关设备的电气控制设计中,基本都有相应的安全功能设计:如急停设计、安全门控制设计、双手启动控制设计,安全光幕控制设计。。。 既然已经

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安全继电器工作原理及接线
 
         由于“安全设计”进入国内的时间不长,电气工程师在进行相关设计时,或多或少会面临一些问题,现就相关问题介绍如下,希望能帮助到你。

       一、为什么需要“安全设计”?

        就当前的设计水平而言,电气工程师在相关设备的电气控制设计中,基本都有相应的安全功能设计:如急停设计、安全门控制设计、双手启动控制设计,安全光幕控制设计。。。

        既然已经有了这些安全功能设计,为什么还要进行“安全设计”?那么“安全设计”到底是什么意思呢?

        尽管我们已经针对危险,设计了相应的安全措施,但在实际中,这些安全措施会否在危险发生时,真的会象我们想象的那样起作用吗?
     
        以急停为例:


 
 
        紧急情况发生,拍下急停按钮,常闭触点断开,交流接触器线圈失电,主触点断开,电机失电,实现停车。

        在这个过程中,如果急停按钮拍下,由于种种原因(机械卡阻、触点粘连),急停按钮的常闭触点未能按预想断开,此时我们设计的这个安全功能就完全崩溃了---根本无法实现紧急停车!

        在这个过程中,急停按钮拍下,常闭触点断开,交流接触器线圈失电,如果发生交流接触器主触点粘连,则我们设计的这个安全功能就又崩溃了---完全无法实现紧急停车!

        如果急停设计关联了你的控制器(PLC、变频器、软启动器等),上述设计的设计缺陷会表现的更加糟糕!

        上述设计的设计缺陷在于:安全功能的实现依赖于回路中所有器件功能完好!任一器件功能失效,将导致整个安全功能崩溃!

        之所以说上述设计存在设计缺陷,是因为任何器件都有失效的可能,没有人能保证自己选用的器件每次动作都能可靠动作!如此,我们基于器件不出现故障而设计的安全功能,很可能在实际中,会屡屡出现安全功能丧失的现象!

        而安全功能的丧失,其结果很可能就是机毁人亡的重大事故!

        所以如何在承认器件可能出现故障的前提下,降低设计缺陷,保证安全功能不因单一器件失效而崩溃,就成了电气设计工程师必须思考的问题!


        二、“安全设计”的技术实质是什么?

        “安全设计”的技术实质是安全回路双路冗余+安全继电器模块监控!

        1、安全输入:
        
        同一个安全事项由两路信号确定
        

        例如:急停设计 选用双路触点急停按钮,由双路闭合信号来确认安全状态
       

                 安全门设计 用不同位置的两个行程开关是否同时闭合来确认安全门是否关闭
       

                  安全光幕设计 用两路独立电平信号来确认安全光幕是否发生了外物侵入
       

                  。。。。。。

        2、安全监控
      
         
        设备运行期间,安全继电器模块对两路安全输入的状态进行实时监控。

        3、安全输出
       

         当且仅当两路安全输入均处于闭合状态时,安全继电器模块输出端才会维持闭合状

        态,当两路安全输入中任一路断开,安全继电器输出端即处于断开状态。

        4、 安全继电器模块功能失效,其输出端必处于断开状态。

        这是由构成安全继电器模块的关键器件--强制导向式继电器所决定的。

        5、 安全断开

        安全输出断开也是双路冗余的!

        且其断开是独立于控制系统的直接切断!

        不是通过给控制系统信号,由控制系统实现电源切断。

        6、安全启动和安全反馈

        整个安全设计是存在启动触发和反馈监控的。

        还是以急停安全设计为例,满足Cat.4  PLe安全等级的急停设计是这样的:
 
     
 
        这样设计,单功能失效、不同位置的多功能失效已不能导致整个安全功能的崩溃。也就是说,即使出现了单功能的器件故障,急停安全功能也可以可靠实现。而且器件故障可以在下次启动前被发现,不致出
现故障积累,降低系统的安全等级。


        当然,这样设计,如果出现同位置的双路冗余失效,系统还是会崩溃的,只是这种情况发生的概率已非常之少!具体情况参见相关的安全标准。

        三、安全继电器选型
        

        安全继电器选型是按监控对象(或应用场景)进行的。
        

        比较常见的情况有:
        

        急停监控、安全门监控 选天之行TXAS1-3012
        

        安全光幕监控 选天之行 TXAS1-3012N/P
        

        双手启动监控 选天之行 TXAS1-3012S
       

        。。。。
    
 
         
        四、安全继电器接线

         安全继电器接线同应用场景的具体情况有关,如果我们真的理解了急停应用场景的接线方法,其他应用场景的接线也就大致清楚了,只需关注到相应的技术需要就可以了。

        例如:急停拍下,控制器启动停机工艺,待这些停机工艺执行完毕后,再切断电源

        这个设计,就是选用有延时输出的安全继电器,在急停安全设计的基础上,加延时回路即可。
     
    
  




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