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教你如何认识PILZ安全继电器工作原理及接线

发布时间:2020-08-11   点击次数:26次

    教你如何认识PILZ安全继电器工作原理及接线
    安全继电器模块实际上是一个功能单元,最基本的单元由两个触点强制导向式继电器和一些逻辑电路构成。它实现这样一个功能:对外部状态进行监控,当输入信息同预设不同时,保证输出端处于断开状态。
    PILZ安全继电器由于“安全设计”进入国内的时间不长,电气工程师在进行相关设计时,或多或少会面临一些问题,现就相关问题介绍如下,希望能帮助到你。
    一、为什么需要“安全设计”?
    就当前的设计水平而言,电气工程师在相关设备的电气控制设计中,基本都有相应的安全功能设计:如急停设计、安全门控制设计、双手启动控制设计,安全光幕控制设计。。。
    既然已经有了这些安全功能设计,为什么还要进行“安全设计”?那么“安全设计”到底是什么意思呢?
    尽管我们已经针对危险,设计了相应的安全措施,但在实际中,这些安全措施会否在危险发生时,真的会象我们想象的那样起作用吗?
    以急停为例:
    紧急情况发生,拍下急停按钮,常闭触点断开,交流接触器线圈失电,主触点断开,电机失电,实现停车。
    在这个过程中,如果急停按钮拍下,由于种种原因(机械卡阻、触点粘连),急停按钮的常闭触点未能按预想断开,此时我们设计的这个安全功能就完全崩溃了---根本无法实现紧急停车!
    在这个过程中,急停按钮拍下,常闭触点断开,交流接触器线圈失电,如果发生交流接触器主触点粘连,则我们设计的这个安全功能就又崩溃了---完全无法实现紧急停车!
    如果急停设计关联了你的控制器(PLC、变频器、软启动器等),上述设计的设计缺陷会表现的更加糟糕!
    上述设计的设计缺陷在于:安全功能的实现依赖于回路中所有器件功能完好!任一器件功能失效,将导致整个安全功能崩溃!
    之所以说上述设计存在设计缺陷,是因为任何器件都有失效的可能,没有人能保证自己选用的器件每次动作都能可靠动作!如此,我们基于器件不出现故障而设计的安全功能,很可能在实际中,会屡屡出现安全功能丧失的现象!
    而安全功能的丧失,其结果很可能就是机毁人亡的重大事故!
    所以如何在承认器件可能出现故障的前提下,降低设计缺陷,保证安全功能不因单一器件失效而崩溃,就成了电气设计工程师必须思考的问题!
    整个安全设计是存在启动触发和反馈监控的。
    还是以急停安全设计为例,满足Cat.4  PLe安全等级的急停设计是这样的:
    这样设计,单功能失效、不同位置的多功能失效已不能导致整个安全功能的崩溃。也就是说,即使出现了单功能的器件故障,急停安全功能也可以可靠实现。而且器件故障可以在下次启动前被发现,不致出
    现故障积累,降低系统的安全等级。
    当然,这样设计,如果出现同位置的双路冗余失效,系统还是会崩溃的,只是这种情况发生的概率已非常之少!具体情况参见相关的安全标准。
    二、“安全设计”的技术实质是什么?
    “安全设计”的技术实质是安全回路双路冗余+安全继电器模块监控!
    1、安全输入:
    同一个安全事项由两路信号确定
    例如:急停设计 选用双路触点急停按钮,由双路闭合信号来确认安全状态
    安全门设计 用不同位置的两个行程开关是否同时闭合来确认安全门是否关闭
    安全光幕设计 用两路独立电平信号来确认安全光幕是否发生了外物侵入
    。。。。。。
    2、安全监控
    设备运行期间,安全继电器模块对两路安全输入的状态进行实时监控。
    3、安全输出
    当且仅当两路安全输入均处于闭合状态时,安全继电器模块输出端才会维持闭合状
    态,当两路安全输入中任一路断开,安全继电器输出端即处于断开状态。
    4、 安全继电器模块功能失效,其输出端必处于断开状态。
    这是由构成安全继电器模块的关键器件--强制导向式继电器所决定的。

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