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潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司 

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安全電路設(shè)計(jì)

?①安全性標(biāo)準(zhǔn) 電氣設(shè)備的安全性，在所有機(jī)電設(shè)備中占有至高無(wú)上的地位，必須引起設(shè)計(jì)人員的高度重視。為了統(tǒng)一設(shè)備的安全性標(biāo)準(zhǔn)，1995年歐洲共同體頒布了"89/392/EWG 有關(guān)成員國(guó)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)傾向統(tǒng)一的法令"，即**的"設(shè)備法令"。該法令從1995年1月1日起，開(kāi)始對(duì)歐洲共同體流通的所有設(shè)備具有約束力，它是所有生產(chǎn)制造商必須執(zhí)行的基本安全要求，以法律形式進(jìn)行強(qiáng)制。所有生產(chǎn)制造商必須聲明其產(chǎn)品符合"設(shè)備法令"中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并對(duì)此負(fù)法律責(zé)任。此外，設(shè)備必須佩帶“CE”標(biāo)志，表明設(shè)備已經(jīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。在89/392/EWG"設(shè)備法令"中，對(duì)安全性的定義是"在實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能的過(guò)程中，不引起傷害或有利于健康"。設(shè)備安全性標(biāo)準(zhǔn)分以下3類。

??a.A類標(biāo)準(zhǔn)：安全基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。它涉及設(shè)備安全性，基本概念等，是適用于所有設(shè)備的通用設(shè)計(jì)導(dǎo)則。主要標(biāo)準(zhǔn)有EN292-1、EN292-2、EN1050等。

??b.B類標(biāo)準(zhǔn)：安全類組標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)分類、分組規(guī)定了安全性設(shè)計(jì)的具體要求，分為B1 和B2兩類。

??B1類主要是特殊成套裝置的安全性標(biāo)準(zhǔn)，如EN60204-1"設(shè)備的安全，電氣配套裝置"等；B2類主要是安全操作裝置及設(shè)計(jì)方面的具體要求，如EN547"雙手操作的電路"，EN418“緊急分?jǐn)嘌b置”等。

??c.C類標(biāo)準(zhǔn)：安全產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。它針對(duì)特殊產(chǎn)品的安全性標(biāo)準(zhǔn)，如 prEN616～620“手動(dòng)操作裝置與系統(tǒng)"的安全性；prEN692"機(jī)械式壓力機(jī)"的安全性；prENG93"液壓式壓力機(jī)”的安全性等。

??“設(shè)備法令”強(qiáng)調(diào)“設(shè)備設(shè)計(jì)人員的職責(zé)是：從一開(kāi)始就應(yīng)選擇合適的結(jié)構(gòu)特征來(lái)避免設(shè)備的危害性，或者降低這種危害性”；“控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)做到：不允許個(gè)別故障而引起的安全功能的喪失，必須識(shí)別故障，不允許設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行”。

??由于EN標(biāo)準(zhǔn)涉及的范圍廣、內(nèi)容多，限于篇幅不能一一予以說(shuō)明。現(xiàn)只將與電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)密切相關(guān)的重點(diǎn)要求擇要說(shuō)明如下。

??②安全觸點(diǎn)的使用 電氣控制系統(tǒng)中用于安全回路的"主令元件"(如緊急分?jǐn)喟粹o、超程保護(hù)開(kāi)關(guān)等)觸頭元件，必須滿足EN(IEC947-5-1)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

??應(yīng)特別注意標(biāo)準(zhǔn)中的"強(qiáng)制釋放"要求，即：安全觸點(diǎn)"必須依靠形位配合，不能用彈簧零件”使其動(dòng)作。就是說(shuō)用于緊急分?jǐn)?、超程保護(hù)的按鈕、開(kāi)關(guān)，必須使用由操作件或手動(dòng)直接作用的“常閉”觸點(diǎn)，而不可以使用常開(kāi)觸點(diǎn)信號(hào)。

??采用“常閉”觸點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是：即使觸點(diǎn)發(fā)生“熔焊”，通過(guò)直接作用力產(chǎn)生的機(jī)械變位，仍然可以有效斷開(kāi)"熔焊"，保證安全回路的正常動(dòng)作。

??標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定"用于緊急分?jǐn)嗟牟僮骷仨毮鼙３衷诓僮?緊急分?jǐn)?的位置上；只允許使用手或者工具直接作用于緊急分?jǐn)嗖僮麟娖魃?，才能解除操?，也就是說(shuō)，不允許使用自動(dòng)“復(fù)位”的普通按鈕和限位開(kāi)關(guān)。

??簡(jiǎn)言之，用于設(shè)備緊急停止的按鈕、超程保護(hù)的開(kāi)關(guān)等，只能使用"常閉"觸點(diǎn)；而且緊急停止的按鈕、超程保護(hù)的開(kāi)關(guān)必須具有“自鎖”功能，即：應(yīng)采用具有安全功能的行程開(kāi)關(guān)(如 SIEMENS SIGUARD 3SE2/3SE3系列行程開(kāi)關(guān)，見(jiàn)圖 5-27)和旋轉(zhuǎn)復(fù)位或拉/壓復(fù)位的“急?！卑粹o(見(jiàn)圖5-28)等。

??③雙手操作電器的使用 機(jī)械設(shè)備中有可能對(duì)人體產(chǎn)生傷害與危險(xiǎn)的部件(如夾具等)，在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須采用“雙手操作”的電器與控制電路，以確保操作人員能將自己的雙手遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)域(相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：EN547，DIN24980，VDI0113，EN/97,IEC204-1 11/98)。

??“雙手操作”的電路設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到以下要求：只有通過(guò)“雙手”同時(shí)操作，使得兩個(gè)按鈕的觸點(diǎn)同時(shí)接通并保持0.5s以上，才能使得信號(hào)輸出動(dòng)作；釋放任意一個(gè)(或者兩個(gè))按鈕，即可使輸出中斷。同時(shí)，只有在釋放了兩個(gè)按鈕后，才允許進(jìn)行再次輸出。從而使得操作者使用"單手"或"單臂"操作不僅不允許，而且不可能。

??“雙手操作”一般都需要特殊的控制繼電器，按鈕可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行布置，或采用SIEMENS公司的SIGUARD3SB38系列雙手操作按鈕與“急停”按鈕的組合產(chǎn)品。用于“雙手操作”控制的繼電器典型產(chǎn)品有SIEMENS公司的3TK2811/3TK2834“雙手”接觸器安全組合裝置，PILZ公司的P2HZX系列"雙手操作"控制繼電器等。

??④控制線路的“互鎖”當(dāng)兩個(gè)電器執(zhí)行元件(如電機(jī)正/反轉(zhuǎn)控制接觸器)同時(shí)動(dòng)作，可能引起電源短路、機(jī)械部件損壞的，為了保證控制系統(tǒng)的工作可靠性，在繼電器-接觸器控制系統(tǒng)中，需要通過(guò)接觸器觸點(diǎn)進(jìn)行可靠的電氣"互鎖"。

??在使用PLC控制的系統(tǒng)中，如果這些執(zhí)行元件是通過(guò)PLC的輸出進(jìn)行控制的，那么在設(shè)計(jì)時(shí)不僅要在PLC 程序中保證這些執(zhí)行元件不可能同時(shí)動(dòng)作，而且還必須同時(shí)通過(guò)線路中的電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)(或機(jī)械連鎖裝置)進(jìn)行電氣(或機(jī)械)“互鎖”、保證這些執(zhí)行元件不存在同時(shí)動(dòng)作的可能件(見(jiàn)圖5-29)。

??⑤緊急分?jǐn)?根據(jù)EN60204-1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，用于工業(yè)設(shè)備的電氣控制裝置，在出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)必須能通過(guò)緊急分?jǐn)嚯娐?，盡快地使主機(jī)停止運(yùn)行，以免造成對(duì)人員或設(shè)備的傷害。

??標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，緊急分?jǐn)嗟膶?shí)現(xiàn)方法可以有如下兩種。

??a.通過(guò)安裝緊急分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)分?jǐn)唷Ｓ糜诰o急分?jǐn)嗟拈_(kāi)關(guān)可以是手動(dòng)的，也可以是通過(guò)控制回路的分?jǐn)噙M(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。

??b.經(jīng)過(guò)控制電路的設(shè)計(jì)，使得緊急分?jǐn)嗫梢酝ㄟ^(guò)唯一的主令開(kāi)關(guān)，就能分?jǐn)嗳坑嘘P(guān)的主電路。作為緊急分?jǐn)嗟牟僮鞑考?，有如下要求?/p>

??(a)用于緊急分?jǐn)嗟牟僮髟仨毮軌虮３衷凇熬o急分?jǐn)唷钡奈恢茫抑荒芡ㄟ^(guò)手動(dòng)或工具(例如通過(guò)旋轉(zhuǎn)復(fù)位、拉拔復(fù)位、使用鑰匙等)直接作用于操作元件才能進(jìn)行解除。

??(b)緊急分?jǐn)嗖僮髟?常開(kāi)"、"常閉"觸點(diǎn)必須滿足"強(qiáng)制執(zhí)行"條件，即"常開(kāi)"、"常閉"觸點(diǎn)不允許有"重疊接觸"的現(xiàn)象。

??(c)緊急分?jǐn)嗖僮髟?常閉"觸點(diǎn)至少已經(jīng)獲得*小的斷開(kāi)間隙(完全斷開(kāi))，且可能的“常開(kāi)”觸點(diǎn)都已經(jīng)處于閉合狀態(tài)，連鎖才能生效。

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