紧急分断,安全门控制,冗余安全电路设计

  ①紧急分断电路设计 根据EN60204-1标准规定，对紧急分断的安全电路设计要点与要求如下。

  a.用于紧急分断的接触器，必须通过若干个接触器的触点同时工作，以实现"冗余"，保证在一个接触器故障时安全回路仍然能够保持有效。

  b.安全电路使用的接触器，其"常开"、"常闭"触点必须满足"强制执行"条件，"常开"、"常闭"触点不允许有"同时接通"的现象。

  c.用于紧急分断的安全电路，不允许通过PLC进行控制，必须使用机电式执行元件，如接触器等。

  d.用于紧急分断的安全电路，不允许在线路中接入紧急分断控制的主令元件、控制触点以外的其他继电器/接触器触点、线圈等电器元件。

  根据EN60204-1标准的推荐，安全电路建议采用如图5-30所示的控制线路。

  安全电路除可以按照图5-30利用标准接触器组成外，还经常使用安全类组合装置，如 SIEMENS公司的3TK28系列接触器安全组合装置，PILZ公司的PNOZ系列紧急分断特殊继电器、ELAN 公司的 SRBF系列紧急分断特殊继电器等标准产品。

  ②安全门控制 工业控制设备中，凡是可能产生危及操作者人身安全、可能造成伤害的设备与部件，均应安装安全防护门，以确保操作者的人身安全。

  根据EN1088标准规定，对安全防护的防护门设计要点与要求如下。

  a.安全门应带有安全锁定装置，确保在完成危险的生产过程前锁定安全门，防止未授权进入与错误打开。

  b.当打开安全门时，必须停止危险的机器运动。

  c.确保安全装置上的操作保护，应使用编码等方式，防止意外操作的可能性;在使用无保护的安全装置时，设计者可以通过隐蔽式安装确保操作安全。

  带锁定装置的安全门开关一般都由专业生产厂家按照标准制造，典型的产品有PILZ公司的PSEN系列产品。用于安全门控制的监视装置一般与紧急分断通用，可以采用安全组合装置，如SIEMENS公司的3TK28系列接触器安全组合装置、PILZ公司的PNOZ系列特殊继电器、ELAN公司的SRBF系列特殊继电器等标准产品。

  ③冗余设计 PLC控制系统的“冗余设计”主要应用于两个方面，一是控制电路的“冗余设计”，如上述的紧急分断电路等;一是PLC本身的“冗余设计”。

  所谓控制电路的"冗余设计"，是控制系统为了保证其安全性与可靠性，防止由于某一元件故障而产生的安全性、可靠性事故，而通过人为增加在正常情况下并不需要的“多余”控制器件、重复使用触点等措施，提高线路可靠性。

  如用于紧急分断的接触器，必须通过若干个接触器的触点同时工作，以实现"冗余"，保证在一个接触器故障时，安全回路仍然能够保持有效等。

  PLC“冗余设计”的目的是进一步提高系统的工作可靠性，避免由于PLC故障而出现的停机与安全事故。

  “冗余”系统又称为“热备份”系统，主要用于对安全性、可靠性要求非常高的场合，如大型生产线、化工设备等由于PLC的停机可能引发重大安全、质量事故的控制。

  PLC"冗余"需要采用具有"冗余"功能的CPU系统，如SIEMENS的S7-400H等。为了实现 PLC的“冗余”，在系统中事实上需要配置两套完全相同的电源、通信、CPU等模块，两套系统同时工作，其中一套(主系统)用于正常控制;另一套(备用系统)运行同样的控制程序，但其输出被禁止。当主系统出现故障时，备用系统立即接管系统控制权，成为主系统，保证设备的正常运行;同时，维修人员可以对出故障的原主系统进行维修处理，完成维修后装入系统中成为备用系统。如此不断交替工作，保证了系统的不停机连续运行。