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安全小百科之串联的那些事儿

供稿:皮尔磁工业自动化(上海)有限公司 2016/5/12 16:37:21

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没错,我们都爱串联,多个急停串联、多个安全开关串联、急停与安全开关串联,甚至急停与安全光栅串联。这样能节省输入点数,或者我们也不知道为什么要串联,只是之前的设计都是如此,也许,我们只是习惯串联。


今天就和大家聊聊串联的是与非,串联的那些关乎安全的事儿。


多个急停按钮串联:



一条生产线、一个工位,甚至单个设备都可能装备多个急停按钮,将所有急停按钮串联起来,接入一个安全继电器是做常见的做法。问题来了,多个急停进行串联是否可行?会不会产生额外问题?Pilz的结论是:从安全角度考虑,多个急停串联并不会降低安全等级,唯一需要考虑的就是多个急停串联后,输入回路的阻值会变大,必须将阻值控制在安全继电器输入电阻的最大范围内,如使用Pilz的PNOZ s4安全继电器,输入阻值最大不得超过60 Ohm。


安全门串联

   多个安全开关(干触点信号)串联

   

多个急停可串联没问题,不降安全等级。那多个安全开关串联是否也是个好主意呢?我们先给出结论:若使用的安全开关输出为干触点信号(如常用的安全机械开关,限位开关和市面上绝大部分磁性开关),则多个安全开关串联会降低安全等级。

   

Why?首先要弄清一件事,安全等级与整个电气回路的诊断覆盖率是息息相关的。假如回路中存在一些故障情况未能被检测到,相应的安全等级也不会太高。如上图所示,多个安全开关串联的情况(图1),其中一个开关的触点发生短路故障(图2),当对应的安全门打开时,因为输入信号不一致,若马上关上此门,故障会被安全继电器检测到(图3)。但是,这时候假如又有一扇门被打开(图4),那之前开关的故障信息将会丢失,安全继电器失去检测到此故障的机会,诊断覆盖率就降低了,因此安全等级也跟着降低了。原先接单个开关可达PLe,串联后可能只有PLc。

   

看到这,您也许会着急甚至有点任性,我就是要串联!我就是要做到PLe或者PLd的性能等级!针对这种情况,Pilz贴心提供两套解决方案:一、您可使用Pilz的PDP20串联模块,将所有开关信号先接入PDP20,再接入安全继电器,不降低安全等级。二、除了触点形式安全开关,Pilz还提供半导体输出形式,基于RFID原理的编码式安全开关PSENcode,此类开关直接串联也不降安全等级。


 

安全开关通过PDP20进行串联


急停与光栅串联

   

很多安装安全光栅的设备往往还会配备至少一个急停按钮。将光栅的PNP或NPN输出先给到某个中间继电器,再将中间继电器的触点信号和急停的触点信号串联,最后接入一个安全继电器中也是目前国内普遍存在的情况。Pilz也要说说这种做法的潜在危害,主要有两点:


一、和上一个例子相似,急停和光栅串联也会导致整个回路诊断覆盖率的下降,从而拖累安全等级(急停串联则不会,因此基本不存在多个急停都被拍下的情况)。并且,整个回路中增加了中间继电器这一环节,中间继电器的可靠性也会间接影响到最终的安全等级。


二、光栅的两路半导体输出分别接入两个中间继电器,由于继电器采用机电结构,响应上会有延迟,可能会导致最终给到安全继电器的两路触点信号不一致情况发生,从而导致安全继电器进入到故障状态。


规范的做法是,将急停和光栅信号分别接到各自的安全继电器中。若设备具有多个急停、开关和光栅,建议使用Pilz的可配置控制系统PNOZmulti 2,助您节省成本并简化设计工作。



安全光栅PSENopt Advanced和可配置控制系统PNOZmulti 2


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