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詳述安全繼電器設(shè)計及工作原理

發(fā)布時間:2017-11-06 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】關(guān)于安全繼電器工作原理,實(shí)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(shí)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(shí)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(jìn)行相關(guān)的交流。

一、功能作用—解決什么問題?

在設(shè)備運(yùn)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(jī)毀人亡的惡性事故,為了降低這些事故的出現(xiàn),我們在進(jìn)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(shí)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(shí)的情況是:從來沒有“不壞”的器件,總是有一些器件在運(yùn)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(jī)!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(diǎn)未能分開,自然也就無法實(shí)現(xiàn)斷電停機(jī)----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(shí)現(xiàn)斷電停機(jī)----急停安全設(shè)計完全失效!

詳述安全繼電器設(shè)計及工作原理

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(yuǎn)是降低事故的一個不二選擇!然而,品質(zhì)提高永遠(yuǎn)在路上。如何在當(dāng)下現(xiàn)實(shí)的器件品質(zhì)水平下,可靠維持安全設(shè)計功能的實(shí)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(rèn)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:

 詳述安全繼電器設(shè)計及工作原理

上圖中:

1、安全繼電器模塊TXAS1-3012在檢測到雙觸點(diǎn)急停按鈕E-S的兩路常閉觸點(diǎn)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(diǎn)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(jī)

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(diǎn)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?jǐn)?,都可?shí)現(xiàn)斷電停機(jī)!

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(diǎn)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?yàn)閼?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(jī)行業(yè)應(yīng)用為例,了解一下具體的接線方案。國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn):橡膠塑料注射成型機(jī)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(hù)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(jī)構(gòu)所認(rèn)可。

詳述安全繼電器設(shè)計及工作原理

安全回路控制部分接線:

 A、雙路急停按鈕E-S兩組觸點(diǎn)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(fù)極。

 B、前后安全門的兩組行程開關(guān)SW1-SW2,SW3-SW4對應(yīng)觸點(diǎn)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?jǐn)嘀惺欠窨煽糠謹(jǐn)啵淝闆r反饋影響本次啟動:兩個接 觸器的輔助常閉觸點(diǎn)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(yàn),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(jìn)啟動回路。

 F、射嘴護(hù)罩安全開關(guān)信號串進(jìn)K1接觸器的控制回路,用以監(jiān)視射嘴護(hù)罩是否關(guān)閉。

 G、安全模塊輸出接線位13-14串進(jìn)接觸器K1的控制回路, 23-24串進(jìn)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(diǎn)串聯(lián)

 b、控制器相應(yīng)控制信號分別接入主觸點(diǎn)串接的動作閥中。

     通過上例,我們看到安全繼電器模塊在實(shí)際應(yīng)用中,接線確實(shí)有行業(yè)特點(diǎn),實(shí)際接線中需認(rèn)真對待。




 

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