關(guān)于安全繼電器工作原理,實際上存在兩個層面問題:一是未能區(qū)分安全繼電器與普通繼電器的區(qū)別。二是不清楚安全繼電器如何搭建形成的安全繼電器模塊。大家想了解安全繼電器工作原理,其實真正同應(yīng)用相關(guān)的的是安全繼電器模塊的工作原理! 基于當(dāng)前安全設(shè)計在國內(nèi)尚處于剛剛有所需求的實際情況,工程師無論是對安全繼電器,還是安全繼電器工作原理都不是特別清楚,為了更好服務(wù)設(shè)計工作,天之行愿就安全繼電器工作原理同廣大設(shè)計人員進行相關(guān)的交流。
一、功能作用—解決什么問題?
在設(shè)備運行過程中,由于外部的原因,或者違規(guī)操作(無論是不懂導(dǎo)致的誤動作或是疲勞導(dǎo)致的誤動作),以及內(nèi)部器件失效,都可能導(dǎo)致事故的出現(xiàn),輕則財物損失,重則發(fā)生機毀人亡的惡性事故,為了降低這些事故的出現(xiàn),我們在進行這些設(shè)備的設(shè)計時,一般都會針對相關(guān)情況做出相應(yīng)的安全設(shè)計:如急停設(shè)計、安全門設(shè)計、安全光幕設(shè)計,雙手啟動設(shè)計,安全邊沿設(shè)計等。這些設(shè)計要時刻實現(xiàn)相應(yīng)的安全功能,必須基于所有的器件都能保持動作正常,功能完好!
顯然這是一種理想狀態(tài),真實的情況是:從來沒有“不壞”的器件,總是有一些器件在運行中會出現(xiàn)這樣或那樣的異常,導(dǎo)致其功能出現(xiàn)故障。這樣由于某個器件出現(xiàn)了故障,將會導(dǎo)致設(shè)計中整個安全功能的喪失,從而使得事故發(fā)生的概率大幅度的提高!
舉個例子:當(dāng)周圍環(huán)境出現(xiàn)了狀況,你希望急停設(shè)計啟動,斷電停機!當(dāng)你拍下急停按鈕時,由于種種原因,按鈕卡阻了,接入電路中的常閉觸點未能分開,自然也就無法實現(xiàn)斷電停機----急停安全設(shè)計完全失效!又或者,當(dāng)你拍下急停按鈕后,急停按鈕沒有問題,接主電源的交流接觸器發(fā)生了觸頭粘連,不能斷開,此時你當(dāng)然無法實現(xiàn)斷電停機----急停安全設(shè)計完全失效!
在上述舉例中,我們發(fā)現(xiàn),任一個器件的功能異常,就可以導(dǎo)致整個安全設(shè)計的喪失!也許有人會說,選高品質(zhì)的器件就可以解決這個問題!是的,沒錯,提高器件品質(zhì)永遠是降低事故的一個不二選擇!然而,品質(zhì)提高永遠在路上。如何在當(dāng)下現(xiàn)實的器件品質(zhì)水平下,可靠維持安全設(shè)計功能的實現(xiàn),從而降低事故發(fā)生的概率就成了一個必須解決的問題!也就是說,如何在承認器件可能存在故障的前提下,任然能維持系統(tǒng)安全功能不喪失,且故障能被及時檢查出來!安全繼電器原理就是為解決此問題而被發(fā)明出來的一個功能器件。那么安全繼電器到底有什么作用呢?詳情見安全繼電器的作用
二、安全繼電器模塊動作邏輯
安全繼電器模塊是基于雙路冗余思想設(shè)計的一個功能器件,通過安全模塊搭建一個安全回路即可解決上述設(shè)計存在的隱患問題。
以天之行TXAS1-3012安全繼電器模塊在急停監(jiān)控回路中的應(yīng)用為例,我們來了解一下安全回路的動作邏輯:
上圖中:
1、安全繼電器模塊TXAS1-3012在檢測到雙觸點急停按鈕E-S的兩路常閉觸點均處于閉合狀態(tài),才具備啟動條件。
2、且當(dāng)反饋回路檢測控制接觸器K1、K2的輔助常閉觸點也處于閉合狀態(tài)。
3、在按下啟動按鈕S后,安全模塊啟動:輸出回路13-14,23-24,33-34閉合, 電源接通。
當(dāng)周圍環(huán)境出現(xiàn)緊急情況:
A、急停按鈕拍下
B、模塊內(nèi)部邏輯檢測到輸入狀態(tài)改變,其輸出瞬時斷開
C、控制接觸器線圈失電,主回路斷開,電源開路,設(shè)備停機
這個設(shè)計同前面相比較,顯然一路急停按鈕的卡阻,一個接觸器觸點的粘連,均不會導(dǎo)致整個急停設(shè)計功能的喪失:拍下急停按鈕,任一路常閉斷開,任一接觸器分斷,都可實現(xiàn)斷電停機!
雙路冗余設(shè)計,顯然代價是高的,但為安全付出一些成本,是值得的!看到這里你們就有點明白安全繼電器的工作原理了 ,那我們繼續(xù)往下看!
三、如何接線—安全繼電器模塊在不同應(yīng)用行業(yè)以及不同的場景應(yīng)用中接線模式不同。
這些不同,總的來說包括以下兩個方面:
一是因為應(yīng)用場景組合不同,安全繼電器的輸入不同;
二是危險發(fā)生的位置不同,安全繼電器輸出切斷的形式(直接切斷和間接切斷)和斷開的位置不同。
下面,以天之行安全繼電器TXAS1-3012在注射機行業(yè)應(yīng)用為例,了解一下具體的接線方案。
國家強制標(biāo)準:橡膠塑料注射成型機安全要求GB22530-2008中涉及安全繼電器模塊的安全事項包括
1、急停設(shè)計
2、前安全門安全要求設(shè)計
3、后安全門安全要求設(shè)計
4、射嘴護罩安全要求設(shè)計
5、電氣安全同液壓安全的互鎖要求設(shè)計
6、安全等級要求
目前業(yè)界的做法如下圖,基本為生產(chǎn)企業(yè)和檢查機構(gòu)所認可。
安全回路控制部分接線:
A、雙路急停按鈕E-S兩組觸點的下端分別接入安全繼電器模塊的電源接線位A1、A2,上端分別接入直流24V電源的正負極。
B、前后安全門的兩組行程開關(guān)SW1-SW2,SW3-SW4對應(yīng)觸點串聯(lián)后分別接入安全模塊 輸入端接線位S11-S12,S21-S22.另外行程開關(guān)SW5作為直接切斷信號接入液壓安全閥控制回路。
C、若系統(tǒng)為手動啟動,則S33-S34需間接入啟動按鈕S。若無需手動啟動,關(guān)門即啟動,則S33-S34間無需接入啟動按鈕。
D、控制接觸器K1、K2在上次分斷中是否可靠分斷,其情況反饋影響本次啟動:兩個接 觸器的輔助常閉觸點需串聯(lián)接入啟動回路。
E、上次電氣安全回路同液壓安全回路的互鎖檢驗,其狀態(tài)情況反饋也會影響本次啟動。其互鎖控制回路反饋信號--K5接觸器的輔助常開信號需串進啟動回路。
F、射嘴護罩安全開關(guān)信號串進K1接觸器的控制回路,用以監(jiān)視射嘴護罩是否關(guān)閉。
G、安全模塊輸出接線位13-14串進接觸器K1的控制回路, 23-24串進接觸器K2的控制回路
H、安全模塊輸出接線位33-34去到控制器的相關(guān)腳位,給控制器急停、安全門監(jiān)控信號。
I、 安全模塊輸出接線位41-42接入電器回路同液壓回路的互鎖控制回路。
安全回路主回路接線:
a、兩個控制接觸器K1、K2對應(yīng)主觸點串聯(lián)
b、控制器相應(yīng)控制信號分別接入主觸點串接的動作閥中。
通過上例,我們看到安全繼電器模塊在實際應(yīng)用中,接線確實有行業(yè)特點,實際接線中需認真對待。