安全继电器的复位、急停、安全回路设计方式

安全继电器的复位、紧急停机、安全回路的设计方式。

在制造业领域，对于在机器附近工作的人员，如何确保个人安全，应该采用何种保护措施？

目前，机器较为常用的保护方式有两种：

（1）在机器危险动作过程中使相关人员无法进入危险区。

（2）人员一旦进入危险区，机器的危险动作立即停止。

为了满足该目的，需要设计大量的安全功能，其中应用最广泛的就是急停功能。要求机器上必须设置用于紧急停机的急停控制装置（如急停按钮、拉伸开关等），以防机器出现异常情况。

急停按钮

一种用来防止人员、设备和环境受到潜在危险的伤害，是应用很广泛的组件。该类组件在设备出现紧急情况时停止启动操作。

设计要求

对于需满足SIL3或PLe的紧急停机，在ISO 13849-1 中关于安全控制回路的结构设计，提出必须满足如下设计要求：

（1）冗余结构设计。

（2）传感器监测（同步输入监测）。

（3）使能回路监测（监测原来类似与采用反馈回路实现的监测）。

（4）所有子系统都具备高诊断覆盖率。

如何设计才能满足设计要求

如图一设计方案，该设计方案的工作原理为：安全继电器对两个通道上的紧急停止控制装置进行监测。

当急停装置被激活后，安全继电器采用安全方式断开使能回路（即安全输出回路处于断开状态），并断开所连接的接触器（必要时，某些机器可能还要同时断开安全双联阀和/或电磁阀）。

这种应用方式，可到达的最高安全等级如下图二。

如果紧急停止控制装置已经断开且反馈回路已经闭合，则可以按下复位按钮，重新启动设备。但是，重启前必须先进行复位，即只有进行复位后，重启功能才能执行。

至于何种情况下应采用何种复位方式（自动复位、手动复位、可监控复位），视具体行业的具体工艺要求而定。

以辰竹CZSR8001-3A1B（M）安全继电器为例，参考接线方式如下图（图三）。

当然，不同的机器根据所处的不同的状况及可能带来的不同危害风险，在安全回路设计时可根据实际需求，选择适当的安全等级目标进行设计。即可达到需求的安全保护目的，又能兼顾经济性。

设计要求

采用安全继电器实现安全等级为SIL1或PLe的紧急停机。在ISO 13849-1 中关于SIL1或PLc安全控制回路的结构设计，提出必须满足如下设计要求：

（1）单通道结构设计。

（2）采用测试设备进行监测。

设计方案则参考（图四） 。

此方案可达到的最高安全等级见（图五）。

上述对“紧急停止”安全回路的一些参考案例，实际应用过中，是否达到某一等级，需根据选用的安全部件（经过权威机构认证），及安全部件的能力、安全相关参数和具体的设计方案，来计算评估最终的安全回路等级。

通常在安全部件的制造厂家提供的《安全手册》中，也会提供相应的满足其最高设计安全等级能力的要求。

紧急停机功能的注意事项

• “紧急停机”并不是降低危险的方法，不能避免或防止危险的发生。

• “紧急停机”的作用在于出现危险后，能避免或减小危险所造成的伤害，是一种补充性的安全功能。

• 当按下“紧急停止”按钮后，电动机的电源必须断开，但不能断开其安全作用的辅助设备或装置。（如，运输货物的机器手臂夹紧装置，当因某紧急情况，紧急停止机器手臂的运动，但此时，夹紧装置的电源千万不能断开，否则机器手臂是不动了，但夹持的货物被松开跌落，同样会造成新的损害事件。）