西門子PLC模塊代理商-云南

時間：2023-05-05

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PLC安全電路

1. 安全電路設計準則

(1) 安全性標準。電氣設備的安全性，在所**電設備中占有**無上的地位，必須引起設計人員的高度重視。為了統(tǒng)一設備的安全性標準，1995年歐洲共同體頒布了"89/392/EWG有關成員國設備標準傾向統(tǒng)一的法令"，即*的"設備法令"。該法令從1995年1月1日起，開始對歐洲共同體流通的所有設備具有約束力，它是所有生產(chǎn)制造商必須執(zhí)行的基本安全要求，以法律形式進行強制。所有生產(chǎn)制造商必須聲明其產(chǎn)品符合"設備法令"中相關標準的規(guī)定，并對此負法律責任。此外，設備必須配有"CE"標志，表明設備已經(jīng)符合標準的要求。

在89/392/EWG"設備法令"中，對安全性的定義是"……在實現(xiàn)設備功能的過程中，不引起傷害或有利于健康……”。設備安全性標準分以下3類：

1) A類標準：安全基礎標準。它涉及設備安全性、基本概念等，是適用于所有設備的通用設計導則。主要標準有EN292-1、EN292-2、EN1050等。

2) B類標準：安全類組標準。標準分類、分組規(guī)定了安全性設計的具體要求，分為B1和B2兩類。B1類主要是特殊成套裝置的安全性標準，如E**0204-1"設備的安全，電氣配套裝置"等；B2類主要是安全操作裝置及設計方面的具體要求，如E**47"雙手操作的電路"，EN418"緊急分斷裝置"等。

3) C類標準：安全產(chǎn)品標準。它針對特殊產(chǎn)品的安全性標準，如prE**16~620“手動操作裝置與系統(tǒng)”的安全性；prE**92"機械式壓力機"的安全性；prE**93"液壓式壓力機"的安全性等。

"設備法令"強調(diào)"設備設計人員的職責是：從一開始就應選擇合適的結構特征來避免設備的危害性，或者降低這種危害性"；"控制系統(tǒng)在結構設計上應做到：不允許個別故障而引起的安全功能的喪失，必須識別故障，不允許設備繼續(xù)運行”。

(2) 安全觸點的使用。電氣控制系統(tǒng)中用于安全回路的“主令元件”類(如緊急分斷按鈕、程保護開關等)觸點元件，必須滿足E**0947-5-1(IEC947-5-1)標準的規(guī)定。

應特別注意標準中的"強制釋放"要求，即安全觸點"必須依靠形位配合，不能用彈簧零件"使其動作。就是說用于緊急分斷、程保護的按鈕、開關，必須使用由操作件或手動直接作用的“動斷”觸點，而不可以使用動合觸點信號。

采用“動斷”觸點的優(yōu)點是：即使觸點發(fā)生“熔焊”，通過直接作用力產(chǎn)生的機械變位，仍然可以有效斷開"熔焊"，保證安全回路的正常動作。

標準還規(guī)定"用于緊急分斷的操作件，必須能保持在操作(緊急分斷)的位置上；只允許使用手或者工具直接作用于緊急分斷操作電器上，才能解除操作"，也就是說，不允許使用自動"復位"的普通按鈕和限位開關。

簡言之，用于設備緊急停止的按鈕、程保護的開關等，只能使用"動斷"觸點；而且緊急停止的按鈕、程保護的開關必須具有“自鎖”功能，即應采用具有安全功能的行程開關(如Siemens SIRD 3SE2/3SE3系列行程開關，見圖5-6)和旋轉復位或拉/壓復位的"急停"按鈕(見圖5-7)。

(3) 雙手操作電器的使用。機械設備中有可能對人體產(chǎn)生傷害與危險的部件(如夾具等)，在電氣控制系統(tǒng)設計中，必須采用“雙手操作”的電器與控制電路，以確保操作人員能將自己的雙手遠離危險區(qū)域(相關標準：E**47，DIN24980，VDI0113，E**0204-112/97，IEC204-11/98)。

“雙手操作”的電路設計應達到以下要求；只有通過“雙手”同時操作，使得兩個按鈕的觸點同時接通并保持0.5s以上，才能使得信號輸出動作；釋放任意一個(或者兩個)按鈕，即可使輸出中斷。同時，只有在釋放了兩個按鈕后，才允許進行再次輸出。從而使得操作者使用“單手”或“單臂”操作不僅不允許，而且不可能。

圖5-6 具有安全功能的行程開關

圖5-7 雙手操作按鈕組合件

“雙手操作”一般都需要特殊的控制繼電器，按鈕可以根據(jù)標準要求進行布置，或采用圖5-7所示的Siemens公司的SIRD3SB38系列雙手操作按鈕與“急?！卑粹o的組合產(chǎn)品。用于“雙手操作”控制的繼電器典型產(chǎn)品有Siemens公司的3TK2811/3TK2834“雙手”接觸器安全組合裝置，PLC公司的P2HZX系列“雙手操作”控制繼電器等。

(4) 控制線路的“互鎖”。當兩個電器執(zhí)行元件(如電動機正/反轉控制接觸器)同時動作、可能引起串源短路、機械部件損壞的，為了保證控制系統(tǒng)的工作可靠性，在繼電器-接觸器控制系統(tǒng)中，需要通過接觸器觸點進行可靠的電氣“互鎖”。

在使用PLC控制的系統(tǒng)中，如果這些執(zhí)行元件是通過PLC的輸出進行控制的，那么在設計時不僅要在PLC程序中保證這些執(zhí)行元件不可能同時動作，而見還必須同時通過線路中的電磁執(zhí)行機構(或機械連鎖架置)進行電氣(或機械)"互鎖"，保證這些執(zhí)行元件不存在同時動作的可能性(見圖5-8)。

圖5-8 “互鎖”設計的要求

(5) 緊急分斷。根據(jù)E**0204-1標準規(guī)定，用于工業(yè)設備的電氣控制裝置，在出現(xiàn)危險情況時必須能通過緊急分斷電路，盡快地使主機停止運行，以免造成對人員或設備的傷害。

標準規(guī)定，緊急分斷的實現(xiàn)方法可以有如下兩種：

1) 通過安裝緊急分斷開關分斷。用于緊急分斷的開關可以是手動的，也可以是通過控制回路的分斷進行遠距離控制。

2) 經(jīng)過控制電路的設計，使得緊急分斷可以通過一的主令開關，就能分斷全部有關的主電路。作為緊急分斷的操作部件，有如下要求：

●用于緊急分斷的操作元件必須能夠保持在“緊急分斷”的位置，且只能通過手動或工具(例如通過旋轉復位、拉拔復位、使用鑰匙等)直接作用于操作元件才能進行解除。

●緊急分斷操作元件的動合、動斷觸點必須滿足"強制執(zhí)行"條件，即動合、動斷觸點不允許有"重疊接觸”的現(xiàn)象。

●緊急分斷操作元件的"動斷"觸點至少已經(jīng)獲得小的斷開間隙(完全斷開)，且可能的"動合"觸點都已經(jīng)處于閉合狀態(tài)，連鎖才能生效。

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