机械防护中的安全回路应用（四）

陈海生。

转载。

相关标准：

ISO 13849-1,机械安全控制系统全相关部件 设计原则（GB/T 16855.1），机械防护标准都是安全部件组合相关标准，从输入（input）到逻辑处理（logic）再到输出（output）组成的一个控制回路，这些控制回路通过以上这个标准来设计。

一．设备的安全按照国际通用标准分成5类

B,1,2,3,4个等级，4级最高，B级最低，一般B和1级是需要安全可靠的元器件来控制设备，而2级以上是需要 安全监控系统来监视安全回来，常见的是安全继电器，或者安全PLC，他们在设计时已经考虑到其它按钮或开关失效的一些模式了。

PILZ 安全继电器

现在一般的设备都是由3级或4级的保护，当然选择什么等级的安全防护其实也是有一定的要求的。如下，一般不选用B

S 伤害程度：

　　1= 轻伤 （通常为可恢复性伤害）

　　 2=重伤或死亡（通常为不可恢复性伤害）

　F 面临危险的时间和频率：

　　1=从无到经常发生

　　2=从经常发生到持续发生

　P 避免危险的可能性：

　　1=在特定条件下有可能

　　2=几乎不可能

风险评估参照图

等级1，无需采用安全继电器，

等级2，使用安全继电器，但是单一故障将会导致安全功能丧失，比如单通道的触点接入，一旦这 一个触点出现故障，安全功能丧失

等级3，使用安全继电器，使用双通道监控，一个触点的故障可以被检测出来，但非所有故障。

等级4，使用安全继电器，使用双通道监控，故障会被及时监测出来，以防止安全功能丧失。

安全继电器的输出也要注意，电流不能太大，如有必要 使用接触器中转

安全继电器接法不同，等级不同

关于触点怎么接，看图就会明白，需要接常闭点的，

常开点的缺点很明显：1，触点吸合需要按钮按到底，触发时间长，2，断线无法避免，触点接触不好无法避免。

常闭点的缺点也有：1，触点黏住，导致触点失灵，

但是依据分析，断线的概率要远远大于黏住触点，触点黏住是可以使用等级4来防止。

二. 机械防护中设计一个足够安全控制回路

机械防护中控制回路是否足够安全，有一般有两种办法来确定。

第一 采用该设备的安全相关的标准，就是我们所说的C类标准，里面就有明确规定的了该设备应该采用相对应的安全等级.

例如:

1.机床安全 小规格的数控车床(GB 22997)，“带防护锁定的联锁——3类”

2.注塑机全要求 (EN 201) “联锁防护装置PLr=d“

3. 工业机器人全要求（ISO 10218）“控制系统的安全相关部件的设计应确保其结构符合PLr=d ,3类”

4.机械安全 激光加工设备ISO 11553-1）“通常情况，安全需求要3类”

5.剪板机安全技术要求（GB 28240）”剪板机控制系统应该满足4类要求“

以上这些提到”3类”或者”PLr”都是来自于ISO 13849-1(GB/T 16855.1)。

第二 C类标准没有提出来的安全需求

我们根据现场机械防护中的工作环境，例如危险会造成的伤害程度（S），以及危险暴露的频率（F）,和躲避危险的可能性（P）来确定所需要的安全等级。下面直接举例，根据机械防护中不同的等级给出相对于的简图，图中有未详尽的参数默认为符合标准范围内的。

示例一：B类 ，PLb

1. 机械防护中安全功能描述：移动式的防护罩安全门等）由B1接近开关检测，当防护罩打开时，Q1会断开，电机停止工作(STO)。

示例二：1类，PLc

2. 机械防护中安全功能描述：移动式的防护罩（如安全门等）由B1安全门开关检测，当防护罩打开时，Q1会断开，电机停止工作(STO)。

注：B1使用经验证元件安全门开关，这些经验证元件有个特点是带有断开功能。

示例三：2类，PLc

3. 机械防护中安全功能描述：安全光幕SLC1被触发后，电机停止工作

注：SLC1:2类安全光幕，KA1：继电器，Pilot lamp：指示灯

4. 推荐用2系列的光幕，自带指示灯的那种.

2类其实有很多的缺点，用单一元件到PLd这个是一件比较麻烦的事情。但是这个可以省下一些成本，但是在认证时会有时候被判定不及格。

示例四：3类，PLd

5. 机械防护中安全功能描述：安全门解锁后打开，变频器停止工作，电机停止。注：B1: 安全门开关、安全电磁锁、Safety module：安全继电器、KM1:接触器。

示例五：4类，PLe

6. 安全模块

机械防护中安全功能描述：安全防护门打开时，电机停止工作

注：B1,限位开关2限位开关，建议用自带安全等级的系列产品可以一个代替两个限位开关。安全模块：SRB系列的安全继电器， Q1,Q2：接触器

通过以上这些示例，各位对安全回路的设计应该有个大概的理解。