Реле безопасности – зачем они нужны
В любом автоматизированном механизме, независимо от того, большой он или маленький, всегда будет установлена какая-то система безопасности. Машины не знают, когда люди находятся достаточно близко, чтобы получить вред здоровью, поэтому нам нужен надежный способ остановить машину или процесс, когда люди находятся рядом. Устройства не должны выходить из строя, потому что в этом случае люди могут серьезно пострадать или даже погибнуть.
В этой статье будут рассмотрены реле безопасности или защитные реле, а именно те реле безопасности, которые обычно встречаются с кнопками аварийного останова или световыми завесами. Иногда контакторы безопасности путают с реле безопасности, но они имеют разное применение.
Сравнение защитных реле и стандартных реле
Механический принцип работы реле безопасности очень похож на принцип стандартного реле. На входе (катушке) может возникнуть сигнал, который вызовет замыкание выходных контактов, замыкая цепь и позволяя механизму двигаться. Промышленное электромеханическое реле будет иметь один сигнал (возможно, с напряжением 24 или 220 вольт), который возбуждает катушку медного провода для срабатывания наборов выходных контактов. Реле безопасности имеет две входные сигнальные цепи, часто полупроводниковые, для быстрого срабатывания и обеспечения захвата времени задержки между входами. Они должны запускаться одновременно, обычно с разницей в доли секунды. Эти две входные цепи будут дополнены параллельными резервными контактными группами управления аварийной безопасностью. Реле безопасности также обычно требует отдельного управляющего напряжения и заземления для питания внутренней схемы.
Стандартное реле может иметь от 1 до 6 двухполюсных (НО и НЗ) или однополюсных (НО или НЗ) контактов. Однако в реле безопасности чаще встречаются нормально разомкнутые выходные контакты, но на рынке есть и такие, которые также имеют несколько нормально замкнутых вспомогательных контактов. Когда стандартное реле выходит из строя, оно может зависнуть в замкнутом или включенном состоянии, и это может быть очень опасно, если реле используется для контроля системы безопасности, такой как кнопка аварийного останова. Если реле не переключает состояния, машина не остановится при нажатии кнопки аварийной остановки. В реле безопасности внутренние функции гарантируют, что в случае отказа реле оно выйдет из строя в разомкнутом состоянии или в обесточенном состоянии.
Иногда нормально замкнутый контакт используется в качестве контрольного сигнала в цепи устройств безопасности, чтобы убедиться, что реле выключено, прежде чем включить систему, например, сигнал включения безопасного режима «обучения», который срабатывает, когда защитные двери открыты. Как правило, реле безопасности не требуют настройки, но на рынке есть устройства, которые имеют функцию таймера, которая задерживает подачу питания. Эти реле необходимо настроить в соответствии с требованиями системы.
Уникальные особенности реле безопасности
Существует множество различных типов защитных реле с множеством различных возможностей и функций, но определяющей особенностью является цепь контроля. Как правило, реле безопасности имеют две клеммы выходного напряжения и две входные клеммы для катушек, это резервные каналы контроля. Идея состоит в том, чтобы подключить обе выходные клеммы последовательно через все кнопки аварийной остановки или любое безопасное устройство, а затем вернуться к входным клеммам для катушек.
Реле безопасности ищет электрическую целостность между этими выходными и входными клеммами. Если непрерывности нет – либо из-за сбоя, либо из-за нажатия кнопки останова – контакты безопасности разомкнутся и остановят движение внутри машины. Причина наличия двух выходов и двух входов заключается в резервировании, если хотя бы один контакт кнопки аварийной остановки не размыкается при нажатии, система выйдет из строя и выходные контакты разомкнутся. Вероятность выхода из строя внутреннего контакта мала, но не исключена. Вероятность того, что два сбоя произойдут одновременно, гораздо меньше.
Разновидности защитных реле и их применение
Даже с современными ПЛК с функциями обеспечения безопасности на рынке по-прежнему существует множество различных типов защитных реле. Любое устройство, имеющее рейтинг безопасности, необходимо использовать вместе с элементом управления безопасностью (реле и т. д.), чтобы поддерживать его рейтинг безопасности. Это означает, что если у вас есть кнопка аварийного останова на машине с движущимися компонентами или процессом, который может травмировать людей, потребуется защитное реле для поддержания уровня безопасности этого компонента. Вы по-прежнему можете использовать аварийную кнопку без защитного реле, просто она не будет классифицироваться многими стандартными протоколами безопасности машин, такими как ANSI B11.19 или ISO 13.110.
Реле безопасности подбираются в зависимости от типа и количества компонентов безопасности, которые они контролируют, количества контактных выходов и рейтинга уровня безопасности. Некоторые реле имеют специальные функции, такие как безопасное гашение, которые временно отключают входы безопасности при особых обстоятельствах. Другие реле позволяют добавлять дополнительные контакты, а некоторые усовершенствованные реле безопасности допускают некоторое программирование с использованием программы графического функционального блока.
Реле безопасности и центральный ПЛК
Поскольку защитное реле уже имеет рейтинг уровня безопасности, нет необходимости использовать ПЛК с рейтингом безопасности или входы с рейтингом безопасности для ПЛК. Некоторые разработчики будут использовать один из нормально разомкнутых выходов для передачи сигнала в ПЛК для контроля состояния системы безопасности. Если вы хотите узнать, какой компонент безопасности является причиной того, что система не активируется, следует использовать отдельный контакт на каждом устройстве безопасности. Не рекомендуется разветвлять двухканальную цепь мониторинга для контроля отдельных состояний устройств безопасности, а использовать дополнительный контакт. Как только состояние системы безопасности известно в ПЛК, можно установить ошибки, когда система считается небезопасной.
Вывод
Защитные реле безопасности прекрасно справляются с контролем нескольких устройств безопасности и при необходимости обеспечивают безопасную остановку оборудования. Если в вашей системе много устройств безопасности, лучшим вариантом может быть более совершенный ПЛК или контроллер безопасности. В настоящее время большинство ПЛК имеют версии с рейтингом безопасности и могут обмениваться данными с удаленными или распределенными устройствами ввода и вывода с обеспечением безопасности.
© digitrode.ru