安全繼電器復(fù)位方式、急停和安全回路是怎樣的？

小編有話說(shuō)：

2015年7月的第一天，大眾汽車位于德國(guó)Baunatal工廠發(fā)生了一起意外事故，一名工人在工作時(shí)被機(jī)器人抓起并擠壓向一塊金屬板，最終導(dǎo)致死亡。類似的設(shè)備都會(huì)放置在安全籠中而避免和工人接觸，而根據(jù)《金融時(shí)報(bào)》的報(bào)道，發(fā)生事故時(shí)該名工人正在安全籠之內(nèi)。

2017年7月28日，國(guó)家安監(jiān)總局召開2017年上半年新聞發(fā)布會(huì)，通報(bào)2017年上半年全國(guó)安全生產(chǎn)的總體形勢(shì)：上半年全國(guó)發(fā)生生產(chǎn)安全事故2.24萬(wàn)起、死亡1.62萬(wàn)人，減少7637起、3406人，同比分別下降25.4%和17.4%。安全生產(chǎn)面對(duì)的形勢(shì)依然嚴(yán)峻，“安全無(wú)小事”,避免事故的發(fā)生，重在防范；要保證安全生產(chǎn)，必須以預(yù)防為主。

在制造業(yè)領(lǐng)域，對(duì)于在機(jī)器附近工作的人員，必須采用技術(shù)措施對(duì)他們進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。常用的保護(hù)方式主要有兩種：

1 在機(jī)器危險(xiǎn)動(dòng)作過(guò)程中使相關(guān)人員無(wú)法進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)

2 人員一旦進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，機(jī)器的危險(xiǎn)動(dòng)作立即停止

為了準(zhǔn)確地滿足該目的，需要設(shè)計(jì)大量的安全功能，其中應(yīng)用最廣泛的就是急停功能，例如機(jī)器一旦出現(xiàn)異常情況，要求機(jī)器上必須設(shè)置必要的用于緊急停機(jī)的急?？刂蒲b置。

【緊急停止控制裝置】

是一種用來(lái)防止人員、設(shè)備和環(huán)境受到潛在危險(xiǎn)的傷害，且應(yīng)用很廣泛的組件。該類組件在出現(xiàn)緊急情況是停止啟動(dòng)操作。如急停按鈕、拉伸開關(guān)等。

急停按鈕

對(duì)于需滿足SIL3或PLe的緊急停機(jī)，在ISO 13849-1中關(guān)于安全控制回路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出必須滿足如下設(shè)計(jì)要求：

1 采用冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2 傳感器監(jiān)測(cè)（同步輸入監(jiān)測(cè)）

3 回路監(jiān)測(cè)（監(jiān)測(cè)原來(lái)類似與采用反饋回路實(shí)現(xiàn)的監(jiān)測(cè)）

那么具體應(yīng)如何設(shè)計(jì)才能滿足上述要求呢？

這里舉例，便于大家進(jìn)一步的了解，可參考以下設(shè)計(jì)方案。

設(shè)計(jì)原理

安全繼電器對(duì)兩個(gè)通道上的緊急停止控制裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

當(dāng)急停裝置被激活后，安全繼電器采用安全方式斷開使能回路（即安全輸出回路處于斷開狀態(tài)），并斷開所連接的接觸器（必要時(shí)，某些機(jī)器可能還要同時(shí)斷開安全雙聯(lián)閥和/或電磁閥）。

這種應(yīng)用方式，可到達(dá)的最高的等級(jí)為PLe，SIL3, Cat.4

注意：

如果緊急停止控制裝置已經(jīng)斷開且反饋回路已經(jīng)閉合，則可以按下“復(fù)位”按鈕，重新啟動(dòng)設(shè)備。

重啟前必須先進(jìn)行復(fù)位，即只有進(jìn)行復(fù)位后，重啟功能才能執(zhí)行。

至于何種情況下應(yīng)采用何種復(fù)位方式（自動(dòng)復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位、可監(jiān)控復(fù)位），視具體行業(yè)的具體工藝要求而定。

需要注意的是：采用自動(dòng)復(fù)位，必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，確認(rèn)自動(dòng)復(fù)位后，并不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)。

以上海辰竹儀表有限公司安全繼電器CZSR8001-3A1B（M）為例，參考接線方式如下：

采用這種應(yīng)用方式，可以達(dá)到的等級(jí)為：PLe,SIL3,Cat.4

當(dāng)然，不同的機(jī)器根據(jù)所處的不同的狀況及可能帶來(lái)的不同危害風(fēng)險(xiǎn)，在安全回路設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)實(shí)際需求，選擇適當(dāng)?shù)陌踩燃?jí)目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。即可達(dá)到需求的安全保護(hù)目的，又能兼顧經(jīng)濟(jì)性。

下述則是采用安全繼電器實(shí)現(xiàn)安全等級(jí)為SIL1或PLc的緊急停機(jī)。

在ISO 13849-1 中關(guān)于SIL1或PLc安全控制回路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出必須滿足如下設(shè)計(jì)要求：

1 單通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2 采用測(cè)試設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)

此方案可達(dá)到的最高等級(jí)為PLc, SIL1, Cat.2

上述是對(duì)“緊急停止”的安全回路的一些參考案例，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，是否的確達(dá)到某一等級(jí)，需根據(jù)選用的安全部件（經(jīng)過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證），及安全部件的能力、安全相關(guān)參數(shù)，及具體的設(shè)計(jì)方案，計(jì)算評(píng)估最終的安全回路等級(jí)。

通常在安全部件的制造廠家提供的《安全手冊(cè)》中，也會(huì)提供相應(yīng)的滿足其最高設(shè)計(jì)安全等級(jí)能力的要求。

最后，有關(guān)“緊急停機(jī)”功能，應(yīng)用時(shí)還要提醒注意以下幾點(diǎn)：

PART 01

緊急停機(jī)”并不是降低危險(xiǎn)的方法，不能避免或防止危險(xiǎn)的發(fā)生。

PART 02

“緊急停機(jī)”的作用在于出現(xiàn)危險(xiǎn)后，能避免或減小危險(xiǎn)所造成的傷害，是一種補(bǔ)充性的安全功能。

PART 03

當(dāng)按下“緊急停止”按鈕后，電動(dòng)機(jī)的電源必須斷開，但不能斷開其安全作用的輔助設(shè)備或裝置。如，運(yùn)輸貨物的機(jī)器手臂夾緊裝置，當(dāng)因某緊急情況，緊急停止機(jī)器手臂的運(yùn)動(dòng)，但此時(shí)，夾緊裝置的電源千萬(wàn)不能斷開，否則機(jī)器手臂是不動(dòng)了，但夾持的貨物被松開跌落，同樣會(huì)造成新的損害事件。

關(guān)于更多安全繼電器知識(shí)如下

安全繼電器

保證機(jī)械安全，首先要選用符合機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械/產(chǎn)品。

而任何機(jī)械都存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，為保證生產(chǎn)過(guò)程的安全，減少對(duì)勞動(dòng)者的傷害。在現(xiàn)代生產(chǎn)中構(gòu)建安全的系統(tǒng)進(jìn)行保障就顯得尤為重要。

一個(gè)安全的系統(tǒng)由安全的輸入、安全的控制和安全的輸出三個(gè)部分組成。這些安全輸入和安全輸出的信號(hào)，必須經(jīng)由一個(gè)可靠的系統(tǒng)進(jìn)行控制，如安全繼電器。

圖 安全繼電器在注塑機(jī)械上的應(yīng)用

安全繼電器一般是由兩個(gè)或多個(gè)繼電器和電子電路組合而成，從而能互補(bǔ)彼此的異常缺陷，即便在任何一個(gè)元器件發(fā)生故障的情況下，它都能診斷到該故障，從而進(jìn)入安全狀態(tài)并且不會(huì)影響它對(duì)機(jī)器發(fā)出的停機(jī)指令，保證生產(chǎn)的安全。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，安全繼電器一般采用雙通道結(jié)構(gòu)，通道間能夠互相診斷，并且用強(qiáng)制導(dǎo)向繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出觸點(diǎn)熔結(jié)故障的診斷 。

安全繼電器主要適用以下場(chǎng)合：

1 適用電磁門鎖開關(guān)的應(yīng)用，確保作業(yè)區(qū)的安全

2 適用鑰匙配合安全門開關(guān)，作為檢測(cè)門開閉之用

3 適用安全門限開關(guān)，檢測(cè)門的位置，開或者關(guān)的應(yīng)用

4 適用安全光幕，防止工作人員進(jìn)入危險(xiǎn)工作范圍

5 適用安全墊開關(guān)，確認(rèn)工作人員可以安全進(jìn)入危險(xiǎn)工作區(qū)域

6 適用緊急停止按鈕，緊急情況下，停止機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)

如何選擇安全繼電器？

首先，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合（如緊急停止、安全門、安全光幕、雙手按鈕）、功能（單通道、雙通道、手動(dòng)復(fù)位、自動(dòng)復(fù)位）來(lái)選擇支持該應(yīng)用、功能的安全繼電器。安全繼電器不同的應(yīng)用，不同的功能、安全繼電器的型號(hào)會(huì)有所不同。

其次，安全繼電器最為核心的元件為強(qiáng)制導(dǎo)向繼電器，強(qiáng)制導(dǎo)向繼電器的性能好壞直接影響安全繼電器的性能、質(zhì)量等。一般而言，安全繼電器廠商本身不會(huì)生產(chǎn)強(qiáng)制導(dǎo)向繼電器，所以選擇一個(gè)廠家的安全繼電器還需要了解該型號(hào)內(nèi)部強(qiáng)制導(dǎo)向繼電器的生產(chǎn)商、性能等情況。

最后，最為重要的一點(diǎn)，安全繼電器為安全回路中重要元件，歐美國(guó)家對(duì)安全繼電器的認(rèn)證要求十分嚴(yán)格，為強(qiáng)制認(rèn)證。國(guó)內(nèi)目前沒(méi)有這方面的規(guī)定，這也是市面上安全繼電器產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊的原因之一。所以選擇一款安全繼電器必須考慮該安全繼電器認(rèn)證的安全等級(jí)、認(rèn)證機(jī)構(gòu)。

適用于機(jī)械行業(yè)及設(shè)備配套的安全繼電器

適用于機(jī)械行業(yè)及設(shè)備配套的安全繼電器

適用于過(guò)程控制行業(yè)的安全繼電器

適用于過(guò)程控制行業(yè)的安全繼電器

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

嚴(yán)格依據(jù)環(huán)境、電磁兼容性、電氣安全等多方面標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)

亮點(diǎn)來(lái)襲：內(nèi)部采用Fail-safe技術(shù)（即內(nèi)部任何元件的任何一種失效的發(fā)生，都能保證安全輸出）3重冗余技術(shù)觸點(diǎn)熔結(jié)保護(hù)技術(shù)國(guó)際權(quán)威認(rèn)證：

此次經(jīng)國(guó)際權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)德國(guó)TUV萊茵嚴(yán)格評(píng)估認(rèn)定，滿足SIL3級(jí)別，表明辰竹安全繼電器產(chǎn)品的可靠性、完整性和質(zhì)量控制均達(dá)到國(guó)際頂尖水平。