緊急分斷,安全門控制,冗余安全電路設計
林建平
發(fā)布于2023-01-31 16:17
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標簽:安全電路設計
①緊急分斷電路設計 根據EN60204-1標準規(guī)定,對緊急分斷的安全電路設計要點與要求如下。
a.用于緊急分斷的接觸器,必須通過若干個接觸器的觸點同時工作,以實現"冗余",保證在一個接觸器故障時安全回路仍然能夠保持有效。
b.安全電路使用的接觸器,其"常開"、"常閉"觸點必須滿足"強制執(zhí)行"條件,"常開"、"常閉"觸點不允許有"同時接通"的現象。
c.用于緊急分斷的安全電路,不允許通過PLC進行控制,必須使用機電式執(zhí)行元件,如接觸器等。
d.用于緊急分斷的安全電路,不允許在線路中接入緊急分斷控制的主令元件、控制觸點以外的其他繼電器/接觸器觸點、線圈等電器元件。
根據EN60204-1標準的推薦,安全電路建議采用如圖5-30所示的控制線路。
安全電路除可以按照圖5-30利用標準接觸器組成外,還經常使用安全類組合裝置,如 SIEMENS公司的3TK28系列接觸器安全組合裝置,PILZ公司的PNOZ系列緊急分斷特殊繼電器、ELAN 公司的 SRBF系列緊急分斷特殊繼電器等標準產品。
②安全門控制 工業(yè)控制設備中,凡是可能產生危及操作者人身安全、可能造成傷害的設備與部件,均應安裝安全防護門,以確保操作者的人身安全。
根據EN1088標準規(guī)定,對安全防護的防護門設計要點與要求如下。
a.安全門應帶有安全鎖定裝置,確保在完成危險的生產過程前鎖定安全門,防止未授權進入與錯誤打開。
b.當打開安全門時,必須停止危險的機器運動。
c.確保安全裝置上的操作保護,應使用編碼等方式,防止意外操作的可能性;在使用無保護的安全裝置時,設計者可以通過隱蔽式安裝確保操作安全。
帶鎖定裝置的安全門開關一般都由專業(yè)生產廠家按照標準制造,典型的產品有PILZ公司的PSEN系列產品。用于安全門控制的監(jiān)視裝置一般與緊急分斷通用,可以采用安全組合裝置,如SIEMENS公司的3TK28系列接觸器安全組合裝置、PILZ公司的PNOZ系列特殊繼電器、ELAN公司的SRBF系列特殊繼電器等標準產品。
③冗余設計 PLC控制系統的“冗余設計”主要應用于兩個方面,一是控制電路的“冗余設計”,如上述的緊急分斷電路等;一是PLC本身的“冗余設計”。
所謂控制電路的"冗余設計",是控制系統為了保證其安全性與可靠性,防止由于某一元件故障而產生的安全性、可靠性事故,而通過人為增加在正常情況下并不需要的“多余”控制器件、重復使用觸點等措施,提高線路可靠性。
如用于緊急分斷的接觸器,必須通過若干個接觸器的觸點同時工作,以實現"冗余",保證在一個接觸器故障時,安全回路仍然能夠保持有效等。
PLC“冗余設計”的目的是進一步提高系統的工作可靠性,避免由于PLC故障而出現的停機與安全事故。
“冗余”系統又稱為“熱備份”系統,主要用于對安全性、可靠性要求非常高的場合,如大型生產線、化工設備等由于PLC的停機可能引發(fā)重大安全、質量事故的控制。
PLC"冗余"需要采用具有"冗余"功能的CPU系統,如SIEMENS的S7-400H等。為了實現 PLC的“冗余”,在系統中事實上需要配置兩套完全相同的電源、通信、CPU等模塊,兩套系統同時工作,其中一套(主系統)用于正??刂?另一套(備用系統)運行同樣的控制程序,但其輸出被禁止。當主系統出現故障時,備用系統立即接管系統控制權,成為主系統,保證設備的正常運行;同時,維修人員可以對出故障的原主系統進行維修處理,完成維修后裝入系統中成為備用系統。如此不斷交替工作,保證了系統的不停機連續(xù)運行。