安全继电器及安全PLC在制造行业的应用

1、安全继电器及安全PLC在制造行业的应用安全继电器及安全PLC在制造行业的应用国内外的各制造行业厂商历来重视制造过程中的安全与保护。随着产 能的不断提升，厂商对设备自动化的要求越来越高，机器和设备也越 来越复杂、速度也越来越快。因此，厂商对这些机器的安全要求也越 来越高。 我们既要能够保证安全、 可靠性，又要保证灵活、 易维护性。 这就对安全元器件的正确和合理的设计和选择提出了一定的要求。 安全功能在工业设备上的使用在发达国家已十分普及，例如，在欧洲 有强制的安全标准，达不到相应安全等级的设备不能投产；在美国则 依靠高额的事故赔偿来强制设备的安全性。通常，我们可以参照以下 欧洲标准进行设备的设计

2、：EN 1050-1996 机械安全 风险评价EN 2921：1991 机器安全 基本概念与设计通则EN 954-1 机械安全 控制系统有关安全部件 第 1部分 设计通则EN/IEC 60204机械安全 机械电气设备EN/ISO 13894 机械的安全 控制系统有关的安全部件EN/IEC 61508主要涵盖了电气 /电子/可编程电子系统的功能安全EN 418 紧急制动设备EN 1088 与保护装置有关的连锁装置 设计和选择原则EN 12415 机床 安全 小型数控车床和车削中心EN 12417 机床 安全 加工中心EN 12478 机床 安全 大型数控车床和车削中心EN 692： 1996 机

3、械压力机安全EN 693： 2000 机床安全 液压机EN 1550：1997 机床安全 工件夹紧用卡盘设计和制造的安全要求 在这方面我国还处于起步阶段，很多有一定危险性的设备没有任何安 全保护措施，这也是工厂事故频发的一个重要原因。随着国家对此重 视程度的提高和以人为本理念的逐渐深入人心，设备的安全性正得到 越来越多的重视。设备的安全性能由机械安全防护和电气安全控制两方面组成。 机械安 全防护在本文不做过多介绍，下面详细介绍电气安全控制的原理及应 用。 安全控制系统必须提供一种高度可靠的安全保护手段，最大限度地避 免机器的不安全状态、保护生产装置和人身安全，防止恶性事故的发 生、减少损失。该

4、系统在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护操 作期间对机器设备提供安全保护。一旦当机器设备本身出现危险，或 由于人为原因而导致危险时，系统立即做出反应并输出正确信号，使 机器安全停车，以阻止危险的发生或事故的扩散。一套安全控制系统， 由安全输入信号 （即安全功能， 如紧急停止信号、 安全门信号等）、安全控制模块（如安全继电器、安全 PLC、和被控输 出元件（如主接触器、阀等）三部分组成。要使设备达到相应的安全等级就离不开必要的安全元件和安全线路， 常见的安全元件有急停按钮、双手按钮、安全门开关、安全光栅等。这些元件通过线路（一般是双回路）连接到安全控制的核心，此核心不是普通的PLC因为它不具备

5、安全功能。具有安全要求的机器中，普通的继电器或者 PLC被广泛地作为控制模块，对安全功能进行监控。从表面看来，这样的机器在一定条件下也能够保证安全性。但是，当普通的继电器和PLC由于自身缺陷或外界原因导致功能失效时（如触点熔焊、电气短路、处理器紊乱等故障） ， 就会丢失安全保护功能，引发事故。而对于安全控制模块，由于其采用冗余、多样的结构，加之以自我检 测和监控、可靠电气元件、反馈回路等安全措施，保证在本身缺陷或 外部故障的情况下，依然能够保证安全功能，并且可以及时的将故障 检测出来。从而在最大程度上保证了整个安全控制系统的正常运行， 保护了人和机器的安全。电气安全控制的方式大致分为以下几种：

6、1. 用普通继电器搭建有自锁和互锁功能的双回路线路。 这种是最原始的 安全控制方式，能达到较低的安全等级。其优点是成本低廉，缺点是 维护和改造十分复杂，无法监控。2. 使用安全继电器搭建安全回路。 上个世纪随着安全继电器的出现， 它已经越来越多的应用于各种工业设备中。 可以用于控制单一安全功能，适用于小型的安全控制系统。其安全输出通常有继电器触点输出或晶体管输出。无论采用何种形式的输出结构，安全继电器都能够保证至 少 2 个通道进行输出的控制。在一个输出通道出现故障的情况下，另 外一个冗余的通道依然能够保证安全继电器的安全功能，并且及时检 测出故障通道。常见的安全继电器品牌有皮尔兹、施迈赛等，

7、现在西 门子、欧姆龙等系统集成商也都相继推出了自己的安全继电器产品。 此控制方式成本适中，能达到较高的安全等级，但如果安全元件多线 路依然比较复杂，不适于大型生产线。3. 使用安全PLC进行安全控制。安全可编程控制器的 CPU采用冗余的 多处理器结构。各个处理器之间相互监控，一旦出现不一致，立刻使 控制器处于安全状态，并且发出报警信息；同时，安全可编程控制器对内部的RAM, EPROM,输入输出寄存器等元件进行实时监控，并且 采用特殊的测试脉冲对输入信号和输出被控元件进行检测，一旦出现 任何不安全隐患,控制器立刻切换至安全保护状态。安全总线系统适 用于大型、离散式的安全控制系统。其原理是在现有工业现场总线的 基础上，采用了一系列的时间检测、地址检测、连接检测和CRC冗余校验等措施，达到高的安全等级。安全 PLC是上世纪末出现的产品， 他的优点是可编程性能强大,使用安全总线能实现很高要求的安全控 制,但成本较高。4. 使用可编程安全继电器进行安全控制。 可编程安全继电器是近年推出 的安全产品，它介于安全 PLC和安全继电器之间，即具有一定的可编