安全继电器

这篇介绍分为两块:

    首先:安全继电器解决了什么问题

    其次:根据安全继电器实现原理解释实例 

   

一。

        在设备运行过程中,由于外部的原因,或者违规操作(无论是不懂导致的误动作或是疲劳导致的误动作),以及内部器件失效,都可能导致事故的出现,轻则财物损失,重则发生机毁人亡的恶性事故,为了降低这些事故的出现,我们在进行这些设备的设计时,一般都会针对相关情况做出相应的安全设计:如急停设计、安全门设计、安全光幕设计,双手启动设计,安全边沿设计等。这些设计要时刻实现相应的安全功能,必须基于所有的器件都能保持动作正常,功能完好!
  显然这是一种理想状态,真实的情况是:从来没有“不坏”的器件,总是有一些器件在运行中会出现这样或那样的异常,导致其功能出现故障。这样由于某个器件出现了故障,将会导致设计中整个安全功能的丧失,从而使得事故发生的概率大幅度的提高!

  举个例子:当周围环境出现了状况,你希望急停设计启动,断电停机!当你拍下急停按钮时,由于种种原因,按钮卡阻了,接入电路中的常闭触点未能分开,自然也就无法实现断电停机----急停安全设计完全失效!又或者,当你拍下急停按钮后,急停按钮没有问题,接主电源的交流接触器发生了触头粘连,不能断开,此时你当然无法实现断电停机----急停安全设计完全失效!

        在上述举例中,我们发现,任一个器件的功能异常,就可以导致整个安全设计的丧失!也许有人会说,选高品质的器件就可以解决这个问题!是的,没错,提高器件品质永远是降低事故的一个不二选择!然而,品质提高永远在路上。如何在当下现实的器件品质水平下,可靠维持安全设计功能的实现,从而降低事故发生的概率就成了一个必须解决的问题!也就是说,如何在承认器件可能存在故障的前提下,任然能维持系统安全功能不丧失,且故障能被及时检查出来!安全继电器原理就是为解决此问题而被发明出来的一个功能器件。

二。

        我们选用Pilz安全继电器作为讲解的例子

        如图是PNOZ X3

                                

        PNOZ X3有三路安全触点,分别是:13-14,23-24和33-34,均属于常开触点,可用于安全回路;有一路辅助触点,即41-42,属于常闭触点。辅助触点不能用于安全回路;有一路晶体管输出触点:Y31-Y32。

        PNOZ X3有10个安全回路接线端子,其名称均以“S”(Safe)开头,包括S11,S12,S13,S14,S21,S22,S31,S32,S33和S34。

        我们可以从原理图中看出来有K1和K2两个开关来控制常开逻辑,当K1节点异常的时候,比如说电流过大导致节点融化无法断开,我们依旧可以通过K2断开来达到急停的目的。从而解决我们上面提到的节点粘连的问题。在一些文章里面称这种设计为双路冗余设计。说白了就是一个继电器坏了的话,就用另一个继电器。如果前面那个继电器没坏,其实后面那个继电器是冗余的。

        

        从原理图中我们还可以看到安全回路接线端子(S开头的节点)决定着通道的状态,通道控制K1和K2,K

1和K2决定安全触电(常开常闭)的逻辑。

        我们以急停按钮的安全继电器使用作为例子。首先有两种模式,单通道模式和双通道模式

            

        单通道模式和一般的继电器就没有什么区别了,如果出现粘连的情况可能会无法断开。双通道才能达到安全使用的目的。

        除了这部分使得继电器的使用更加有保障之外,安全继电器还集成了复位的功能。当安全继电器刚上电或者急停按钮恢复后,需要给PNOZ X3的启动单元(StartUnit)一个信号,使其处于激活状态。就是说当要使用继电器的时候,要告诉继电器现在要工作了。这么做的好处在于排查错误的过程中不会误恢复急停。举个栗子吧,如图中的按钮,急停没有被拍下的时候是常闭逻辑,当急停拍下的时候会变成开路逻辑。假设设备出现故障了,拍下了急停,维修人员在检修的过程中,常闭的两端不小心短路了,搭到了一起,设备会判断为急停解除,重新运转,如果是大型设备可能会导致人员的受伤。所以设置了复位按钮,只有当确认维修已经结束了,再拍下复位按钮,解除急停,恢复设备运行。但是也存在没必要这么谨慎的情况,所以安全继电器的启动包括两种方式:自动启动和手动启动,按需接线。接线图就不附在文章里面了。在参考链接里面有。


参考链接:Pilz安全继电器  

参考链接:安全继电器工作原理

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