理论教育 如何用安全继电器实现SIL1或PLc安全等级的紧急停机?

如何用安全继电器实现SIL1或PLc安全等级的紧急停机?

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:同时,辅助输出41/42处于断开状态,状态指示灯H1熄灭,表示安全继电器的工作状态正常。

如何用安全继电器实现SIL1或PLc安全等级的紧急停机?

1.应用

采用安全继电器和带有强制断开结构的接触器实现电机的紧急停机。

根据“第3章第3.1节机械安全控制系统的技术规范和设计”中介绍的内容,即ISO13849-1中关于安全控制回路的结构设计,必须满足如下设计要求:

1)单通道结构设计;

2)采用测试设备进行监测。

2.设计(见图4-4)

3.工作原理

安全继电器对急停装置进行监测。当急停装置被激活(即急停按钮被按下)后,安全继电器采用安全方式断开使能回路(即安全输出回路处于断开状态),并断开所连接的接触器(有些设备可能还要同时断开安全双联阀或电磁阀,如机械式压力机或塑料注射成型机),从而使设备可靠地停止运行。可达到的最高安全等级(见图4-5)。

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图4-4 急停功能

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图4-5 最高安全等级

如果紧急停止控制装置已经断开,且反馈回路已经闭合,则可以利用“复位”按钮重新启动设备。重启前必须先进行复位,即只有进行复位后,重启功能才能执行。

至于何种情况下应采用何种复位方式(自动复位、手动复位、可监控复位),视具体应用行业的具体工艺要求而定。

4.安全组件(见表4-2)

表4-2 安全组件

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5.安全功能的计算

通过安全评价工具(Safety Evaluation Tool,SET),可以对于上述的应用进行验证。

(http://supporty automationy siemensy com/WW/view/en/73134129)

6.应用举例

示例一:

注:

1.示例中的安全继电器未指明具体品牌和型号,但尽量选取有代表性的型号。(www.daowen.com)

2.示例中必须采用强制断开结构设计的急停按钮、执行装置(如接触器)。

3.实际使用中,使用者必须参考安全继电器生产厂商提供的具体型号产品的关于安装、调试、应用的技术手册,再确定具体的接线方式。

4.安全继电器上电前,必须确认连接方式的正确性。

5.图4-6中所示的反馈回路(即用于监控执行装置K1的辅助触头)和“复位按钮”一起串接入接线端子Y1/Y2之间。

6.示例中所示的连接方法经常被应用在相对而言安全技术要求较低的应用场合。

在图4-6中,急停按钮直接串入安全继电器的供电端(即24V DC电源和安全继电器的接线端子A1之间),也就是说,通常遇到紧急情况时,采用急停按钮的常闭触头断开,直接切断供电电源的方式使安全继电器失电,切断安全输出,即13/14、23/24、33/34将保持断开的状态。其中的13/14控制的K1线圈失电,K1的主触头切断主回路,从而使受控的装置M(可能是整台机器,也可能是机器的部分运动部件)可靠地停止运行。同时,辅助触头41/42保持闭合的状态,状态指示灯H1也随之保持常亮的状态,起到警示的作用。

如果机器具备了再次投入运行的条件,则在释放急停按钮的前提下,通过按下复位按钮,使Y1/Y2之间的触发信号起作用,从而使安全继电器的安全输出13/14、23/24、33/34全部处于闭合的状态,K1线圈得电,K1的主触头将使主回路处于导通的状态,受控装置M进入正常运行的工作状态。同时,辅助输出41/42处于断开状态,状态指示灯H1熄灭,表示安全继电器的工作状态正常。

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图4-6 急停应用示例

示例二:

注:

1.示例中的安全继电器未指明具体品牌和型号,但尽量选取有代表性的型号。

2.示例中必须采用强制断开结构设计的急停按钮、执行装置(如接触器)。

3.实际使用中,使用者必须参考安全继电器生产厂商提供的具体型号产品的关于安装、调试、应用的技术手册,再确定具体的接线方式。

4.安全继电器上电前,必须确认连接方式的正确性。

5.图4-7中所示的反馈回路(即用于监控执行装置Q1的辅助触头)和“复位按钮”一起串接入接线端子Y1/Y2之间。

6.示例中所示的连接方法经常被应用在相对而言安全技术要求较低的应用场合。

7.在图4-7中,安全继电器的复位方式通过DIP开关进行设定,但这个步骤需要在安全继电器上电之前完成。

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图4-7 急停应用示例

急停按钮-S1直接接入安全继电器的IN1/T1。按下急停按钮时,安全继电器的安全输出全部处于断开状态,其中13/14使执行装置-Q1的线圈失电,其主触头切断主回路,从而使受控机器M可靠地停止运行。

如果机器具备了再次投入运行的条件,则在释放急停按钮(即常闭触头处于闭合的状态)的前提下,通过按下复位按钮-S2,使安全继电器的安全输出全部处于闭合的状态,使执行装置-Q1的线圈得电,其主触头-Q1使主回路处于导通的状态,受控机器M进入正常运行的工作状态。

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