安全继电器及安全PLC在制作职业的运用
国内外的各制作职业厂商向来注重制作过程中的安全与维护。跟着产能的不断进步，厂商对设备自动化的要求越来越高，机器和设备也越来越杂乱、速度也越来越快。因此，厂商对这些机器的安全要求也越来越高。咱们既要能够保证安全、牢靠性，又要保证灵敏、易维护性。这就对安全元器件的正确和合理的规划和挑选提出了必定的要求。
安全功用在工业设备上的运用在发达国家已非常遍及，例如，在欧洲有强制的安全规范，达不到相应安全等级的设备不能投产；在美国则依托高额的事端补偿来强制设备的安全性。一般，咱们能够参照以下欧洲规范进行设备的规划：
EN 1050-1996 机械安全 风险点评
EN 292－1：1991 机器安全 基本概念与规划公例
EN 954-1 机械安全 操控体系有关安全部件 第1部分 规划公例
EN/IEC 60204 机械安全 机械电气设备
EN/ISO 13894 机械的安全 操控体系有关的安全部件
EN/IEC 61508 首要涵盖了电气/电子/可编程电子体系的功用安全
EN 418 紧迫制动设备
EN 1088 与维护设备有关的连锁设备 规划和挑选准则
EN 12415 机床 安全 小型数控车床和车削中心
EN 12417 机床 安全 加工中心
EN 12478 机床 安全 大型数控车床和车削中心
EN 692：1996 机械压力机安全
EN 693：2000 机床安全 液压机
EN 1550：1997 机床安全 工件夹紧用卡盘规划和制作的安全要求
在这方面我国还处于起步阶段，许多有必定风险性的设备没有任何安全维护办法，这也是工厂事端频发的一个重要原因。跟着国家对此注重程度的进步和以人为本理念的逐步家喻户晓，设备的安全性正得到越来越多的注重。
设备的安全功用由机械安全防护和电气安全操控两方面组成。机械安全防护在本文不做过多介绍，下面具体介绍电气安全操控的原理及运用。
安全操控体系有必要供给一种高度牢靠的安全维护手法，最大极限地避免机器的不安全状况、维护出产设备和人身安全，避免恶性事端的发作、削减丢掉。该体系在开车、泊车、呈现工艺扰动以及正常维护操作期间对机器设备供给安全维护。一旦当机器设备自身呈现风险，或因为人为原因此导致风险时，体系当即做出反响并输出正确信号，使机器安全泊车，以阻挠风险的发作或事端的涣散。
一套安全操控体系，由安全输入信号（即安全功用，如紧迫中止信号、安全门信号等）、安全操控模块（如安全继电器、安全PLC）、和被控输出元件（如主接触器、阀等）三部分组成。
要使设备到达相应的安全等级就离不开必要的安全元件和安全线路，常见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）衔接到安全操控的中心，此中心不是一般的PLC，因为它不具有安全功用。
具有安全要求的机器中，一般的继电器或许PLC被广泛地作为操控模块，对安全功用进行监控。从外表看来，这样的机器在必定条件下也能够保证安全性。可是，当一般的继电器和PLC因为自身缺陷或外界原因导致功用失效时（如触点熔焊、电气短路、处理器紊乱等毛病），就会丢掉安全维护功用，引发事端。
而关于安全操控模块，因为其选用冗余、多样的结构，加之以自我检测和监控、牢靠电气元件、反应回路等安全办法，保证在自身缺陷或外部毛病的情况下，仍然能够保证安全功用，而且能够及时的将毛病检测出来。从而在最大程度上保证了整个安全操控体系的正常运转，维护了人和机器的安全。
电气安全操控的方法大致分为以下几种：
1.用一般继电器建立有自锁和互锁功用的双回路线路。这种是最原始的安全操控方法，能到达较低的安全等级。其长处是本钱低价，缺陷是维护和改造非常杂乱，无法监控。
2.运用安全继电器建立安全回路。上个世纪跟着安全继电器的呈现，它现已越来越多的运用于各种工业设备中。能够用于操控单一安全功用，适用于小型的安全操控体系。其安全输出一般有继电器触点输出或晶体管输出。不管选用何种方法的输出结构，安全继电器都能够保证至少2个通道进行输出的操控。在一个输出通道呈现毛病的情况下，别的一个冗余的通道仍然能够保证安全继电器的安全功用，而且及时检测出毛病通道。常见的安全继电器品牌有皮尔兹、施迈赛等，现在西门子、欧姆龙等体系集成商也都相继推出了自己的安全继电器产品。此操控方法本钱适中，能到达较高的安全等级，但假如安全元件多线路仍然比较杂乱，不适于大型出产线。
3.运用安全PLC进行安全操控。安全可编程操控器的CPU选用冗余的多处理器结构。各个处理器之间彼此监控，一旦呈现不一致，马上使操控器处于安全状况，而且宣布报警信息；一起，安全可编程操控器对内部的RAM，EPROM，输入输出寄存器等元件进行实时监控，而且选用特别的测验脉冲对输入信号和输出被控元件进行检测，一旦呈现任何不安全危险，操控器马上切换至安全维护状况。安全总线体系适用于大型、离散式的安全操控体系。其原理是在现有工业现场总线的根底上，选用了一系列的时刻检测、地址检测、衔接检测和CRC冗余校验等办法，到达高的安全等级。安全PLC是上世纪末呈现的产品，他的长处是可编程功用强壮，运用安全总线能完结很高要求的安全操控，但本钱较高。
4.运用可编程安全继电器进行安全操控。可编程安全继电器是近年推出的安全产品，它介于安全PLC和安全继电器之间，即具有必定的可编程性，价格却不是很高。安全继电器是一个多功用、可自在装备的模块化安全体系。与其他一般安全继电器不同，可编程安全继电器的安全电路可在个人电脑上运用图形装备东西轻松生成。经过根底模块上的RS232接口能够直接向可编程安全继电器写入程序。
以上简略介绍了安全操控的几种方法，那么与安全等级密切相关的安全元件是怎么到达安全操控的意图的呢？下面进行分类介绍：
1.防短路功用。安全线路一般运用双回路操控，即便有一条线路发作短路，仍然能避免设备在不满足要求的状况下运转，别的安全继电器和安全PLC都有短路确诊功用。
2.放粘连功用。安全继电器与一般继电器不同，一般继电器在长时刻电弧的效果下有可能发作触点的粘连，而安全继电器因为其特别的结构，能保证在回路不满足条件的情况下触点强制断开。
3.安全区域功用。经过安全门锁和安全光栅行程指定的安全区域，一旦进入安全门或穿越光栅，在安全操控的效果下设备能够强制停机，保证出产人员的安全。
4.冗余功用。安全PLC和安全总线都具有冗余功用，保证在外界搅扰下的安全功用不受影响。
关于安全功用4个以下的单台设备或流水线，咱们能够运用紧凑型安全继电器。例如，在动力车间中的单台数控机床，其安全功用一般包含数个紧迫中止按钮、一扇至二扇安全门，而且安全等级在3级以上。关于这样一个运用，咱们能够选用一个紧凑型安全继电器操控一切的紧迫中止按钮；再运用1/2个紧凑型安全继电器操控1/2扇安全门。任何一个安全继电器被触发，安全输出有必要堵截相关负载（如操控轴运动的变频器或伺服）。
关于安全功用在4至14个的设备或流水线，咱们引荐运用模块化的可编程安全继电器来得到更高的灵敏性和更低的本钱。咱们以一条油漆自动化线为例，在此出产区域中，一般包含在安装在喷涂区域进出口的2对安全光栅、4/8个安全门、若干个紧迫中止按钮、2套屏蔽传感器，而且安全等级在3级以上。咱们当然能够选用紧凑型的安全继电器来完结以上安全功用。可是这种解决方案的本钱较高、接线繁琐、毛病确诊困难。而可编程安全继电器的运用，不光能够牢靠、高效的完结安全功用，而且能够从规划、购买、维护中降低本钱。
关于安全功用在数十个以上、或许大部分的安全功用都离散散布的现场，可编程安全PLC体系和安全总线体系能够使杂乱的安全操控变得简洁、明晰。在大型冲压流水线中，安全PLC都有成功的运用事例。一般，一条冲压流水线高10m，长50m，分为涂油、冲压、剪切 等几个作业区域。每个区域都有2扇冲程门和若干的紧迫中止按钮；外围还需求有安全光栅维护换模区域；此外冲压机械中还有很多的安全信号（比如上死点、阀信号等）需求接入安全操控体系，而且以杂乱的逻辑关系贯穿于整个安全操控回路。在这种情况下，可编程安全继电器和安全总线体系是最为适宜的解决方案。安全PLC能够简洁的完结杂乱的逻辑关系。经过安全总线能够将涣散在现场的安全输入信号经过一根电缆会集至主站进行操控。
在我国的出产制作职业，各种安全操控体系现已得到广泛运用。以轿车职业为例，合资企业运用欧美的进口设备，一般都具有较高的安全等级，例如一汽大众、上海大众、上海通用的出产车间便是如此。而大都民族轿车品牌大都运用国产设备，如奇瑞轿车，长城轿车等，在其冲压焊装和总装线上大范围运用了国产设备，也大都装备了安全继电器和安全PLC等安全操控体系，进步了出产的安全性。跟着以人为本理念的深化遵循，信任安全操控在未来的工业出产中将得到愈加广泛的运用。
