pilz安全继电器工作原理.docx
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pilz安全继电器工作原理
其安全继电器单元以下：
而PILZ安全继电器能够监控功率、电流、电压、接地故障、相位序列；同时也能够用来控制急停、安全门、光栅、安全地毯、双手控制等，并且PILZ安全继电器操作简易、产品零件切合国际标准与规范（如EN954-1）并且经过最少一家以上的机构测试，并予以认证。
带有插入终端的单元，可保证更快的试运行，有最小的空间，有最高的安全等级，极好的性价比，通用电源的低储存成本。
可用于所有安全功能，如监控紧迫停止，安全门，光栅等。
..
4PNOZX10急停继电器
概括
PNOZX10急停继电器用于紧迫停止，PNOZX10急停继电器装在P93的外壳中，合计有10
种不一样的型号合用于沟通电，1种合用于直流电。
特色：
继电器输出：
6个安全触点（常开），4个协助触点（常闭）。
可连结急停按钮，安全门按钮和启动按钮。
电源电压显示
继电器状态显示。
反应回路用于检测外面保护回路状态。
此继电器切合以下安全要求：
采纳冗余的接线方式，并拥有自己诊疗功能。
当有部分元件破坏时，仍旧拥有保护作用。
在每次开-关设施时都会自动检测，继电器能否能正常工作。
24V+S11
用于直流和沟通的继电器都有电器保险。
PNOZX10原理睁开图
Y3S22K2
S12S21
K124V-
S34
Y1
Y2
K3
K3
S37
S33
功能描绘：
PNOZX10急停继电器用于保证紧迫状况下安全回路的断开。
当接通电源后，短接Y1-Y2、S12-S34并接通输入回路，K3处于工作状态。
输入回路接通（如：
未按下急停按钮），继电器K1、K2经过触点、接通，并经过、自锁保持，
状态指示LED亮。
当断开、后，K3在经过90ms的延时后断开。
安全触点
（13-14/23-24/33-34/43-44/53-54/63-64）闭合，协助触点（71-72/81-82/91-92/01-02）
翻开。
输入回路断开（如：
按下急停按钮），继电器K1、K2断开，安全触点13-14/23-24/33-34
/43-44/53-54/63-64）重复断开，协助触点（71-72/81-82/91-92/01-02）闭合。
练习1
特色描绘：
练习2
特色描绘：
练习3
特色描绘：
练习4特色描绘：
A1，A2接电源；PE接地；
T11，T12，T21，T22接2ch输入，一般用于接安全限位，安全门开关和急停按钮等产品；
T31，T32为复位输入；A，B在使用自动复位的时候需要短接；
T23在使用1ch输入的时候，与T23短接，输入接在T11，T12上，或许在连结PNP输出的光幕时候使用，
光幕输出接T12，T23；其余的均为输出。
假如一个NO接点熔敷，线圈没通电时所有NC接点会保持最小的距离。
相同假如一个NO接点熔敷，线圈通电时所有NC接点会保持最小的距离。
参照以下图。
EN50205（参照FAQNo.02371）要求安全继电器有强迫导轨接点装置。
A级安全继电器（即所有接点都是强迫导轨接点）在铭牌上有标志。
强迫导轨接点装置（G7SA安全继电器）
强迫导轨接点逆输入是一种在两个输入电路通道（一个输入正电位一个输入负电位）间创建电位差的输入。
假如接线破坏，两通道间出现短路，能够保障切断电源，安全功能动作。
自动复位就是在反应电路里没有复位开关，并且设施在输入变成ON时自动启动。
手动复位就是在反应电路里有复位开关，并且设施在输入变成ON时不会启动，直到复位开关按下。
电路示例请参照FAQNo.02326
手动复位用在人们能够进入的机器上，还能够用来紧迫停止电路。
自动复位用在人们不可以进入的机器上。
复位一定在所有危险都被消除后发生，往常手动复位更安全。
自动复位能够用在人们没法进入的保护通道上。
在人们能够进入并紧迫停止的保护通道上，只使用手动复位。
警示！
G9S-2001/2002安全继电器单元
G9SB-2002-A安全继电器单元
G9SB-200-B安全继电器单元G9SB-3012-A安全继电器单元G9SB-301-B安全继电器单元
手动复位不可以用在以上型号上。
永久不要在这些型号上使用手动复位，因为假如使用了手动复位，有时没法会防止危险。
这相同合用于在自动复位模式下的G9SA安全继电器单元上使用手动复位。
永久不要用手动模式安全继电器和一般用途继电器之间的差别是什么
问题编号：
FAQ02435
安全继电器（有强迫导轨接点的继电器）一般用途继电器强迫导轨接点（参照注是否意1）假如一个NO接点熔敷，能够经过NC接点来检测。
接点熔敷检测不合用假如一个NC接点熔敷，能够经过NO接点来检测。
两种继电器都会有故障，但是安全继电器的强迫导轨接点能够利用协助电路来检
接点熔敷和接点故障测故障，比方安全电路。
（参照注意2。
）特征，如负荷开关和绝两种继电器有相像的特征，详细特征和额定值请参照各自的产品说明书。
缘电阻变换接点部署不可以实现能够实现G9SA的复位方式是经过A，B端子连线来切换。
当A，B端子开路时，G9SA为自动复位方式，T31，T32
端子能够直接短接使用；当A，B端子短路时，G9SA为手动复位方式，在T31，T32端子上要接入复位
开关。
为何安全电路里需要安全继电器
问题编号：
FAQ02301安全继电器有强迫导轨接点来防备NO和NC接点在接点熔敷时同时工作，这使得安全继电器自己就能检测接点熔敷。
（有关强迫导轨接点的信息请参照FAQNo.02481。
）这能够用于组建安全电路。
一般用途继电器没有强迫导轨接点。
（安全继电器和一般用途继电器之间的差别请参照FAQNo.02435。
）
但是，即使使用安全继电器，取决于电路的结构，有些电路仍旧存在危险，一定赐予足够的重视。
比以下边图1里的电路就是危险的，因为电源没法切断。
利用电路里的强迫导轨接点供给的熔敷检测功能来成立冗长性和自我监控功能，如图2所示（冗长性的信息请参照FAQNo.02367）。
图1
图2部分G9S-301安全继电器单元电路（纲要）
K1、K2和K3:
安全继电器建成了G9S-301
比如，反应电路被用来检测驱动电机的接触器里NO接点的熔敷。
这在必定程度上能保障安全，因为即使接触器里的NO接点发生熔敷，这个反应电路也能防备安全继电器单元从头启动。
但是，接触器数目需要加倍。
双倍接触器的连结示例（电路示例）请参照FAQNo.02326。
什么是正极一般输入（欧姆龙安全继电器单元/安全继电器的术语表）
问题编号：
FAQ02416这是一种输入模式，有两个输入，并且这两个都连结到电源的正极。
两个输入会有相同的电压，所以假如两个终端之间有短路将没法被检测出来。
安全继电器介绍
依据目前技术的国际水平，机器的控制电路能够区分为两大多半。
一部分是负责机器运行功能的控制电路，另一部分是实现安全保护功能的控制电路。
上述的控制电路区分在国际
性标准中已经成为标准要求
（1），并且有关“工作保护”
的条目，
在很多国家法律规定中也
能够找到。
不一样的思虑方法带有安全功能的控制电路-以下也称为“与机器安全有关的控制部分”或“安全电路”，经过采纳实质上和/或结构的举措差别于控制机器运行的控制电路，进而使在工作范围内由机器对工作人员产生的危险性动作和其余机械危险获取的特意的办理保护，并且在出故障的状况下，工作人员也能获取保护。
这里要研究的一个是机器停止命令，另一个是对机器或机器零件不测起动的保护。
控制机器正常运行的电路结构的可支配性（即靠谱性）成为研究的要点。
也就是研究：
在确定的时间里对可预示任务的作用。
实现安全功能控制电路的结构关系到在零件无效和出现故障行为的状况下，对工作人员没法防止的伤害结果进行保护。
也就是说，在对与安全性有关的机器控制零件进行设计的过程中，必定要保证安全。
即使在出现故障时，也不一样意令人员遇到生命或健康的伤害。
与此有关的问题是下述列举的状况发生时，仅在对人员保护方面，机器控制将会如何断电电缆遇到破坏结构性元件（相同种类）失灵，即在对机器给出功能指令时不可以翻开或不可以封闭机械性折断、卡死等。
这里只给出几个例子。
在标准IEC13849-2
（2）附录中对所研究的故障或故障可能性有较全面的介绍。
设计过程的目的应当是：
经过适合的举措，实现有安全功能的控制电路，使得引起危险的故障或扰乱的可能性减低到最小（3）。
这类可能性取决于危险程度的大小。
机器控制与安全有关部分的类型为了确立依据风险大小采纳的附带举措，从经济、安全技术角度，对实现安全功能控制电
路的技术要求分为不一样的“类型”，比如，在标准
ISO13849-1
（4）中，被称为控制类型。
能够说，它波及
5种不一样的安全、技术、质量等级。
下边再次对此作简要的表达
（5）：
控制类型
B：
控制中波及安全的部分和/或保护装置及零零件一定依据有关标准进行结构、制造、选择、组装和组合，以能蒙受料想的影响。
解说：
应依据一般有效标准的介绍，使用带有功能和安全技术特色和特色的零件，比如IEC-和ISO-标准。
控制类型1：
类型中的要求一定得以知足，并且一定用成熟靠谱的零件和安全原理。
解说：
靠谱零件是指经得住长年使用的（使用中获取考证的），比如：
机电开关，而微办理器却不属于靠谱零件。
靠谱安全原理，比如像安全电路中的稳流原理，开关的强迫断开式触点或强迫操动的继电器触点，保护触点等。
控制类型2一定知足B类型中的要乞降靠谱安全原理的应用。
安全功能须在适合的时间间隔内经过机器控制获取查验。
解说：
这里要求的是对规定功能的按期查验。
比如:
每班开始工作起动机器前，保护罩应第一被翻开再关上此后，才可进行生产，这应形成存心识的行为。
对于查验周期的长短，在专家们间存在不一样的看法。
对类型B、1、2的共同解说：
这些控制类型一般为单通道结构。
也就是说，机器运行时出现扰乱或故障的状况下，人员可能受伤害。
控制类型3一定知足B类型中的要乞降靠谱安全原理的应用，任何零件上出现一个故障时不会致使安全功能的破坏。
假如可能，应采纳适合的方式使故障得以辨别。
解说：
这里关系到对已经讲过的单故障安全的要求。
也就是说，从控制类型3开始，安全电路一般来讲是冗余结构，即双通道。
假如两通道中此中一个通道出现扰乱或故障，第二个通道将肩负安全功能，或许因为两通道间出现矛盾时则会断路。
原则上，控制类型3涉及到故障安全的逻辑比较。
对于隐蔽的故障，应最晚在机器下次起动前被辨别，并锁住机器防备再运行。
控制类型4一定知足B类型中的要乞降靠谱安全原理的应用。
任何一个零件上出现一个故障时，不会致使安全功能的无效，并且在安全功能被实行或在下一次安全功能被实行从前故障应被辨别。
假如这样不可以做到的话，故障的累积不会致使安全功能的破坏。
解说：
单故障安全的要求在这里相同合用，但所有可能隐蔽的故障一定能够被辨别。
也就是说，控制类型4中故障识其余举措要严格得多，以致于多到故障的累积。
此外，有规律的且屡次的对安全电路查验是很有效的举措。
图1：
机器控制的基本结构依据ISO13849-1风险评估控制类其余选择和使用取决于风险评定。
对风险评定，一个可利用的协助工具供给了叫做风险图的参照（6）。
就像在ISO13849-1附录中第一版的那样须依据以下风险参数评估：
受伤害程度.......................................（S）常常性和/或危险地点........................（F）防止危险的可能性.............................（P）下边插图指出，依据对参数S,F,P的认识和评估，将它们进行互相组合，实现对风险等级区分，并归类在到控制类型B到4中。
风险的等级越高，就应当选择越高的保护举措以控住危险。
图2:
ISO13849-1风险图伤害程度S1轻度（一般可恢复）伤害S2严重（一般不行恢复）伤害，包含死亡
F危险发生的常常性和/或连续性
F1极少到常常和/或短暂发生F2常常到连续和/或长久地发生防止危险的可能性P1在必定条件下可能P2不太可能种类B、1到4，控制部分用于安全有关的元件，上述对于风险评定的研究老是与安全电路有关的，并且由信号变送器、安全传感器、控制逻辑和履行元件构成。
图3:
安全电路结构安全-继电器-组件基于控制类型2,3,4之间在成本上无明显差别，此外特别是在计划和数据逻辑方面尽可能要简单化，当今，安全电路的逻辑部分一般都采纳安全-继电器-组件。
图4:
Schmersal公司生产的安全-继电器-组件实例安全-继电器-组件是安全传感器技术层与机器控制有关安全的履行元件层之间的连结环节，此逻辑联接使输入端与输出端的安全技术得以实现。
依据安全技术要求，这些器件的制作达到了故障安全。
即有限的线路故障技术，壳体可翻开并可直接安装，知足ISO13849-1类型4的要求。
安全-继电器-组件可直接安装的结构形式，可简易地、节俭空间地装在机器柜中。
使用中节俭了好多布线时间，防止安全电路设计阶段出现错误，布线犯错以及找错，排错花销的时间。
其余这些继电器在销售时，供给有有名查验机构对样品的查考证书，使花费者感觉放心。
依据与输入和输出端相连的外面线路的不一样，能够实现所有类其余安全电路，不过“线路
中最单薄的环节“决定安全标准的高低。
也就是说，一个单通道输入线路和切合控制类型
4的安全-继电器-组件的组合一般只好达到类型
2，甚至可能是类型1，而不是类型
4，但
在输入和输出端加上“故障清除“是同意的。
也就是说，依据应用，选择高出类型需要的零件或采纳附带举措，以清除故障或扰乱是能够的。
线路技术安全-继电器-组件线路是依据任务的不一样，经过所谓的2个或3个继电器技术实现的。
3-继电器技术意味着此线路带有自己的开端继电器（K1），继电器独自经过开端电路工作并带动通道继电器K2和K3；2-继电器-技术线路所不一样的是，线路的开端不经过自己的开端继电器。
更切实地说，在两个配电继电器自保功能激活过程中进入配电过程。
固然这两种线路在安全技术方面并没有差别，在功能方面却有不一样。
比如控制类型2和4中所要求的起动检测或在起动过程中反应信号的办理，自然只有3个继电器线路可实现。
应用中所有线路的安全继电器带有强迫动作触点。
依据结构，大多半的继电器以旋转电枢原理工作，一部分以枢轴衔铁原理工作。
图5：
分等级保护举措的实现实例，控制类型3
3.分等级保护举措的实现实例，控制类型3结构两个接点，最少此中之一是必定断开式的。
2.接触器/继电器的防备等级IP54。
引线用通用的带护套电线。
接触器/继电器的线圈与控制电路的线圈共地。
图6：
分等级保护举措的实现实例，控制类型4
分等级保护举措的实现实例，控制类型4结构如上所述的控制类型3。
开关信号的接线，护套导线要分开布线或在线路中带有短路、交错辨别或“特别的障蔽电缆”。
上电检测。
讲解：
特别参照见ISO12100-1/-2：
机器的安全-基本看法/一般性结构原理。
（2）IEC13849-2：
机器控制中安全有关零件-部分2：
考证。
（3）比较IEC60204-1：
1997，章节：
故障中的控制功能/一般要求。
（4）IEC13849-1:
机器控制中安全有关零件-部分1：
一般性结构原理。
这是目前有效文
本，被称为履行层面的标准中的要求正在草拟过程中。
其余相像的安全标准，如IEC61508：
与安全功能有关的电气/电子/可编程系统。
在标准ISO13849的两个部分及其余一些文件中有有关的详尽信息，所有生产机器安全零件的有名生产商也供给有有关信息。
对于复杂的机器和加工系统，可能会出现能否安装带有安全功能的可编程系统的问题。
安全继电器及PLC在制造行业的应用
国内外的各制造行业厂商向来重视制造过程中的安全与保护。
跟着产能的不停提高，厂商对
设施自动化的要求愈来愈高，机器和设施也愈来愈复杂、速度也愈来愈快。
所以，厂商对这
些机器的安全要求也愈来愈高。
我们既要能够保证安全、靠谱性，又要保证灵巧、易保护性。
这就对安全元器件的正确和合理的设计和选择提出了必定的要求。
安全功能在工业设施上的使用在发达国家已十分普及，比如，在欧洲有强迫的安全标准，达
不到相应安全等级的设施不可以投产；在美国则依赖高额的事故补偿来强迫设施的安全性。
通
常，我们能够参照以下欧洲标准进行设施的设计：
EN1050-1996机械安全风险评论
EN292－1：
1991机器安全基本看法与设计公则
EN954-1机械安全控制系统有关安全零件第1部分设计公则
EN/IEC60204机械安全机械电气设施
EN/ISO13894机械的安全控制系统有关的安全零件
EN/IEC61508主要涵盖了电气/电子/可编程电子系统的功能安全
EN418紧迫制动设施
EN1088与保护装置有关的连锁装置设计和选择原则
EN12415机床安全小型数控车床和车削中心
EN12417机床安全加工中心
EN12478机床安全大型数控车床和车削中心
EN692：
1996机械压力机安全
EN693：
2000机床安全液压机
EN1550：
1997机床安全工件夹紧用卡盘设计和制造的安全要求
在这方面我国还处于起步阶段，好多有必定危险性的设施没有任何安全保护举措，这也
是工厂事故频发的一个重要原由。
跟着国家对此重视程度的提高和以人为本理念的渐渐深入
人心，设施的安全性正获取愈来愈多的重视。
设施的安全性能由机械安全防备和电气安全控制双方面构成。
机械安全防备在本文不做
过多介绍，下边详尽介绍电气安全控制的原理及应用。
安全控制系统一定供给一种高度靠谱的安全保护手段，最大限度地防止机器的不安全状
态、保护生产装置和人身安全，防备恶性事故的发生、减少损失。
该系统在开车、泊车、出
现工艺扰动以及正常保护操作时期对机器设施供给安全保护。
一旦当机器设施自己出现危
险，或因为人为原由此致使危险时，系统马上做出反响并输出正确信号，使机器安全泊车，
以阻挡危险的发生或事故的扩散。
一套安全控制系统，由安全输入信号（即安全功能，如紧迫停止信号、安全门信号等）、
安全控制模块（如安全继电器、安全PLC）、和被控输出元件（如主接触器、阀等）三部分
构成。
要使设施达到相应的安全等级就离不开必需的安全元件和安全线路，常有的安全元件有
急停按钮、双手按钮、安全门开关、安全光栅等。
这些元件经过线路（一般是双回路）连结
到安全控制的中心，此中心不是一般的PLC，因为它不具备安全功能。
拥有安全要求的机器中，一般的继电器或许PLC被宽泛地作为控制模块，对安全功能进
行监控。
从表面看来，这样的机器在必定条件下也能够保证安全性。
但是，当一般的继电器
和PLC因为自己缺点或外界原由致使功能无效时（如触点熔焊、电气短路、办理器杂乱等故
障），就会丢掉安全保护功能，引起事故。
而对于安全控制模块，因为其采纳冗余、多样的结构，加之以自我检测和监控、靠谱电
气元件、反应回路等安全举措，保证在自己缺点或外面故障的状况下，依旧能够保证安全功
能，并且能够及时的将故障检测出来。
进而在最大程度上保证了整个安全控制系统的正常运
行，保护了人和机器的安全。
电气安全控制的方式大概分为以下几种：
1.用一般继电器搭建有自锁和互锁功能的双回路线路。
这类是最原始的安全控制方式，
能达到较低的安全等级。
其长处是成本便宜，弊端是保护和改造十分复杂，没法监控。
2.使用安全继电器搭建安全回路。
上个世纪跟着安全继电器的出现，它已经愈来愈多的
应用于各样工业设施中。
能够用于控制单调安全功能，合用于小型的安全控制系统。
其安全
输出往常有继电器触点输出或晶体管输出。
不论采纳何种形式的输出结构，安全继电器都能
够保证起码2个通道进行输出的控制。
在一个输出通道出现故障的状况下，此外一个冗余的
通道依旧能够保证安全继电器的安全功能，并且及时检测出故障通道。
常有的安全继电器品
牌有皮尔兹、施迈赛等，此刻西门子、欧姆龙等系统集成商也都接踵推出了自己的安全继电
器产品。
此控制方式成本适中，能达到较高的安全等级，但假如安全元件多线路依旧比较复
杂，不适于大型生产线。
使用安全PLC进行安全控制。
安全可编程控制器的CPU采纳冗余的多办理器结构。
各个办理器之间互相监控，一旦出现不一致，马上使控制器处于安全状态，并且发出报警信息；
同时，安全可编程控制器对内部的RAM，EPROM，输入输出寄存器等元件进行及时监控，并
且采纳特别的测试脉冲对输入信号和输出被控元件进行检测，一旦出现任何不安全隐患，控
制器马上切换至安全保护状态。
安全总线系统合用于大型、失散式的安全控制系统。
其原理
是在现有工业现场总线的基础上，采纳了一系列的时间检测、地点检测、连结检测和CRC
冗余校验等举措，达到高的安全等级。
安全PLC是上世纪末出现的产品，他的长处是可编程
性能强盛，使用安全总线能实现很高要求的安全控制，但成本较高。
4.使用可编程安全继电器进行安全控制。
可编程安全继电器是最近几年推出的安全产品，它
介于安全PLC和安全继电器之间，即拥有必定的可编程性，价钱却不是很高。
安全继电器是
一个多功能、可自由配置的模块化安全系统。
与其余一般安全继电器不一样，可编程安全继电
器的安全电路可在个人电脑上使用图形配置工具轻松生成。
经过基础模块上的RS232接口可
以直接向可编程安全继电器写入程序。
以上简单介绍了安全控制的几种方式，那么与安全等级亲密有关的安全元件是如何达到安全
控制的目的的呢下边进行分类介绍：
防短路功能。
安全线路一般使用双回路控制，即使有一条线路发生短路，依旧能防备设施
在不知足要求的状态下运行，此外安全继电器和安全PLC都有短路诊疗功能。
放粘连功能。
安全继电器与一般继电器不一样，一般继电器在长时间电弧的作用下有可能发生触点的粘连，而安全继电器因为其特别的结构，能保证在回路不知足条件的状况下触点强迫断开。
安全地区功能。
经过安全门锁和安全光栅行程指定的安全地区，一旦进入安全门或穿越光栅，在安全控制的作用下设施能够强迫停机，保证生产人员的安全。
2.冗余功能。
安全PLC和安全总线都拥有冗余功能，保证在外界扰乱下的安全性能不受影响。
对于安全功能4个以下的单台设施或流水线，我们能够使用紧凑型安全继电器。
比如，在动
力车间中的单台数控机床，其安全功能往常包含数个紧迫停止按钮、一扇至二扇安全门，并且安全等级在3级以上。
对于这样一个应用，我们能够采纳一个紧凑型安全继电器控制所有的紧迫停止按钮；再使用1/2个紧凑型安全继电器控制1/2扇安全门。
任何一个安全继电器被触发，安全输出一定切断有关负载（如控制轴运动的变频器或伺服）。
对于安全功能在4至14个的设施或流水线，我们介绍使用模块化的可编程安全继电器来得
到更高的灵巧性和更低的成本。
我们以一条油漆自动化线为例，在今生产地区中，往常包含
在安装在喷涂地区出入口的2对安全光栅、4/8个安全门、若干个紧迫停止按钮、2套障蔽
传感器，并且安全等级在3级以上。
我们自然能够采纳紧凑型的安全继电器来实现以上安全
功能。
但是这类解决方案的成本较高、接线繁琐、故障诊疗困难。
而可编程安全继电器的应
用，不只好够靠谱、高效的达成安全功能，并且能够从设计、购置、保护中降低成本。
对于安全功能在数十个以上、或许大多半的安全功能都失散散布的现场，可编程安全PLC
系统和安全总线系统能够使复
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