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                1. 安全繼電器FAQ 丨15招,招招致勝!
                  安全繼電器 上海辰竹儀表
                  安全繼電器FAQ 丨15招,招招致勝! 2017-11-27 安全繼電器FAQ 丨15招,招招致勝! 2473

                  ↓↓ 辰竹原創文章,轉載請標注出處 ↓↓

                  1、什么是安全繼電器?

                  答:安全繼電器是由多個繼電器邏輯電路組合而成的一種模塊,是一種電路組成單元,其目的是要互補彼此在故障狀態下的缺陷,從而達到正確且低誤動作的功能,降低其失誤和失效值,提高安全因素。完整點說,應該叫成安全繼電器模塊。

                   

                  *目前國內對于安全繼電器的叫法還不是很統一,有的直接叫做安全控制器,有的還簡單稱之為繼電器。

                   

                        由于不同的機械設備、不同的工藝環節有不同的安全風險,及不同的危險等級。因此在產品設計時,設計了多種安全繼電器以保護不同等級機械設備,主要目的在于保護暴露在不同等級之危險性的機械操作人員。

                  安全繼電器FAQ 丨15招,招招致勝!

                  2、安全繼電器與一般繼電器有何區別?

                  答:

                     1)外形更大:安全繼電器和普通繼電器外形尺寸不一樣,安全繼電器更大些。

                     2)模塊而不是元件:安全繼電器是一種模塊,而不是像普通繼電器那樣的電子元件。

                     3)紅黃色:安全繼電器有專有的顏色,一般為黃色,或紅色,或者以這這兩種顏色為主色調(就像我們防爆安全設計時、危險側、本安端通常以藍色標識一樣。)當然這些還只是表面現象。

                     4)【核心】更安全:因設計原理的差異:普通繼電器不能達到高的診斷覆蓋率(DC),只能應用于較低的安全等級機械行業如Cat.B/1,過程控制行業SIL1,因此可以認為普通繼電器是不夠安全的。而安繼通過對繼電器的要求及邏輯電路的輔助設計,其診斷覆蓋率較高,甚至有些可以達到99.9%. 而且在一些安全要求高的場合,也有規定必須使用經過認證的安全繼電器才能滿足安全要求!

                     5)強制導向結構:“安全繼電器”并不是“沒有故障的繼電器”,而是發生故障時做出有規則的動作。安全繼電器具有強制導向觸點結構(或者其他的保護方式),萬一發生觸點融焊現象時也能確保安全,這一點同一般繼電器完全不同。

                     6)從繼電器的角度可以看出安全繼電器和普通繼電器的區別:

                          普通繼電器:觸點發生熔結,會使得兩付觸點(NO/NC)同時出現ON現象。

                          強制導向繼電器:在內部強制導向桿的作用下,即使觸點發生熔結,也不會使得兩付觸點(NO/NC)同時出現ON現象。強制導向結構是一種檢測觸點熔接故障的簡單有效方式。

                  安全繼電器FAQ 丨15招,招招致勝!

                        簡單說:安全繼電器更安全可靠,適用于工業安全場合。

                   安全繼電器FAQ 丨15招,招招致勝!


                  3、機械安全認證遵循的標準主要是哪幾個?

                  答:IEC 61508 / ISO 13849/ IEC 62061 。

                        機械行業功能安全評估標準 IEC62061和ISO13849的不同 (點擊了解詳情)


                  安全繼電器FAQ 丨15招,招招致勝!


                  4、如何選用安全繼電器?

                  答:根據安全回路輸入設備的不同,可以通過以下5方面進行選型:

                     (1)輸入設備

                     2)輸出通道數

                     (3后端驅動能力要求

                     (4)安全等級

                     (5)功能要求

                  機械安全回路的輸入設備通常為安全傳感器,主要有急停按鈕、安全門、安全光幕、安全墊、聯鎖裝置、雙手按鈕、激光掃描器等。以辰竹安全繼電器產品為例,選型參考示意如下:

                  適用于機械行業及設備配套(點擊型號查看詳情

                  輸入設備

                  產品型號

                  輸出觸點數量

                  電源

                  安全認證

                  備注

                  NO

                  NC

                  Cat

                  EN954-1

                  PL

                  ISO13849-1

                  SIL

                  IEC61508

                  急停按鈕

                  安全門

                  CZSR8001-3A1B

                  3

                  1

                  24V AC/DC  

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3


                  CZSR8001-2A2B

                  2

                  2

                  24V AC/DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3


                  CZSR8001-3A1B(M)   

                  3

                  1

                  24V AC/DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3

                  帶復位監控功能

                  CZSR8001-2A2B(M)

                  2

                  2

                  24V AC/DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3

                  帶復位監控功能     

                  CZSR8002-2A2AT

                  4

                  0

                  24V DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3

                  帶延時功能

                  CZSR8002-2A2AT(M)

                  4

                  0

                  24V DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3

                  帶延時、復位監控

                  安全光幕

                  PNP型)

                  CZSR8001-3A1B-P

                  3

                  1

                  24V AC/DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3


                  CZSR8001-2A2B-P

                  2

                  2

                  24V AC/DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3


                  安全光幕

                  NPN型)

                  CZSR8101-3A1B-N

                  3

                  1

                  24V DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3


                  CZSR8101-2A2B-N

                  2

                  2

                  24V DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3


                  雙手按鈕

                  CZSR8201-3A1B

                  3

                  1

                  24V AC/DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3


                  CZSR8201-2A2B

                  2

                  2

                  24V AC/DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3


                  安全地毯

                  CZSR8301-3A1B

                  3

                  1

                  24V AC/DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3


                  CZSR8301-2A2B

                  2

                  2

                  24V AC/DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3


                  CZSR8301-3A1B(M)

                  3

                  1

                  24V AC/DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3

                  帶復位監控功能

                  CZSR8301-2A2B(M)

                  2

                  2

                  24V AC/DC

                  Cat.4

                  PLe

                  SIL3

                  帶復位監控功能



                  5、適合過程控制SIS系統的安全繼電器,有推薦型號嗎?

                  答:單通道,安全開關:CZSR8401-1A

                         雙通道,安全開關:CZSR8401-2A

                         單通道,安全開關,回路監控:CZSR8001-3A1B

                         單通道,安全開關,回路監控,故障反饋:CZSR8001-2A2B

                  適用于過程控制行業


                  輸入設備

                  產品型號

                  輸出觸點數量

                  電源

                  安全認證

                  備注

                  NO

                  NC

                  SIL

                  IEC61508、IEC61511

                  安全開關

                  CZSR8401-1A

                  1

                  0

                  24V DC

                  SIL3

                  單通道

                  CZSR8401-2A

                  2

                  0

                  24V DC

                  SIL3

                  雙通道

                  CZSR8402-1A

                  1

                  0

                  24V DC

                  SIL3

                  特種電梯、防爆

                  CZSR8001-3A1B

                  3

                  1

                  24V AC/DC

                  SIL3

                  回路監控

                  CZSR8001-2A2B

                  2

                  2

                  24V AC/DC

                  SIL3

                  故障反饋,回路監控

                  安全繼電器FAQ 丨15招,招招致勝!



                  6、是否有國家標準強制要求SIS系統必須使用安全繼電器?

                  答: 根據功能安全在國內技術發展的現況,及現行過程控制行業有關功能安全的標準,目前還沒有強制標準。在機械安全方面倒是有些強制標準。

                          部分關于安全相關系統設計的原則和規范,如《石油化工安全儀表系統設計規范》中指出:


                          (1)安全儀表系統的邏輯運算器可由繼電器系統可編程電子系統構成,也可由其混合構成。

                          (2)2級、3級安全儀表系統,宜采用冗余或容錯的邏輯運算器。

                          (3)過程接口包括輸入輸出卡、順序事件輸入卡、配電器、安全柵、開關、繼電器等關聯設備。

                          (4)輸入輸出卡相連接的傳感器和最終執行元件應設計成故障安全型,即Fail-safe ,即失效安全的要求。

                        而安全完整性等級,是對整個安全回路的整體評估,顯而易見,即使是回路環節上的關聯設備,如繼電器,也同樣需要Fail-safe的設計要求。

                        同時,在一些設計院專家分享的報告中,介紹的SIS設計原則中,也提出【SIS的邏輯控制器】應獲得國家權威認證機構的功能安全。

                        應用在上述安全相關系統的安全回路中的繼電器,不管其是應用在繼電器系統還是回路中的過程接口中的關聯設備,從設計的可靠性及安全保障而言,有自診斷功能、診斷覆蓋率高、失效概率低、有權威認證的安全繼電器不失為較佳選擇了。



                  7、SIS系統是否可以使用普通繼電器?

                  答:普通繼電器的診斷覆蓋率比較低,沒有進行Fail-Safe相關的設計,沒有自診斷功能,所以在一些安全系統,要求級別比較低的場合,如SIL1可能會有使用,但在SIL2及以上的級別,則通常是采用診斷覆蓋率高且有自診斷功能的安全繼電器。



                  8、安全繼電器有哪些常見的故障及處理方法?

                  答:安全繼電器在使用中斷開了電路,此時是安全繼電器壞了,還是安全繼電器檢測到了不安全的因素,斷開電路了,需準確做出判斷。



                  1)如果是回路出現了安全隱患,排除隱患后,重啟安全繼電器,恢復電路即可。

                  如:SIS系統脈沖檢測導致安全繼電器頻繁斷開,啟動,調整SIS系統脈沖檢測低電平的持續時間,使得該時間不會被安繼識別


                  2)如果是安全繼電器故障了,則通常有如下處理:


                   (1)安全繼電器輸出觸點一般有觸點熔絲保護,在使用過程中,可能因為短路或者過電流使得保險絲熔斷,安繼不能啟動現場設備。措施:更換保險絲。

                   (2)安全繼電器控制電路因為過電壓導致安繼內部元件損壞。措施:更換安全繼電器,聯系廠家,進行維修或替換。



                  9、機械設備上用安全繼電器有必要嗎?

                  答:國內的設備,對安全要求的強制性標準不高,或者沒有進行相應的標準認證,如歐盟的CE。安全繼電器是用于設備有人身傷害的危險或財產損失的風險時用的。它不進PLC,而采用硬件的方法,來斷開電源,使設備處于完全停機的狀態;并且安全繼電器本身,也有好幾個觸點來確保它在故障時能有效斷開。如果你的設備想要進入其它國家,就最少要有CE認證,那就會有這方面的問題了。所以在一些需求出口尤其是歐盟、日本的設備中,通常會配有安全繼電器。

                        當然隨著國內對安全越來越重視,一些技術標準及實施也逐步的將與世界接軌。在安全相關標準化工作的十三五規劃中,均提及機械安全相關標準的更新升級及加強執行,涉及安全回路設計的要求也將越來越嚴格。這個時候,做為有前瞻性的設備制造商而言,安全繼電器的使用,是否有必要呢,還需多說嗎?

                  安全繼電器FAQ 丨15招,招招致勝!



                  10、安全繼電器丨什么是自動啟動?

                  答:自動啟動,只要滿足開啟條件(傳感器和反饋電路閉合),則裝置將自動開啟啟動回路。



                  11、安全繼電器丨什么是受監控的啟動?

                  答:啟動前,需滿足開啟條件,(傳感器和反饋電路閉合)。另外,裝置需要使用ON按鈕作為啟動信號,安全繼電器通過檢查ON信號下降沿(脈沖)啟動設備。



                  12、安全繼電器的控制回路需安裝多大的電容?

                  答: 普通繼電器的線圈并聯電容是為了防止繼電器線圈兩端產生高電壓,擊穿繼電器的觸點,產生電弧,但因為加入電容,會使得繼電器的動作延時增大,因此現在絕大部分的繼電器應用是采用續流二極管的方式,消除電弧。

                         安全繼電器是一個電子模塊,內部采用續流二極管消除電弧。在實際使用中,無需安裝電容。



                  13、安全繼電器使用有沒有使用周期/年限?是否需要定期更換?

                  答:SIS系統在剛投入使用時,安全等級較高。但隨著時間的推移,安全失效的可能性,安全相關的參數值可能會慢慢變大。使用時間長了,若不做檢測,安全等級就會下降,SIL3-2-1。而且安全繼電器的關鍵器件是其中選用的繼電器的性能,而繼電器是有其機械壽命的。

                        故需定期對系統的做故障診斷。在安全相關系統的全生命周期中,也指出要有維護管理計劃。而做PROOF TEST時,就是檢測安全系統里,到底有沒有發生安全故障。若沒有故障,其安全等級還是在原來范圍之內。若發現故障則需進行相應的處理包括更換。所以,建議是5年檢查測試,或者更短些,這通常在產品的《安全手冊》上會給出相關信息。具體的,可以結合安全系統的特點、整體維護管理計劃,及相關回路、部件一起確定維護檢測計劃和方案。

                        注:上述是對過程控制行業的應用建議。

                        對于機械行業的應用,機械設備經常是處于人機協作的狀況,更加面臨對人身安全的影響,故測試要求相對比較頻繁,在《安全手冊》上提出至少每月一次的測試要求。


                  14、安全繼電器觸點如何診斷?

                  (1)人工檢測;

                  (2)系統檢測。

                        有些安全繼電器,提供了常閉觸點。將安繼的輸入電源,即A1的電源去除,在失電的情況下,安繼的常開點就會分斷,常閉點閉合。由于安全繼電器的機械聯鎖,常開常閉觸點不會同時接通。若通過系統檢測到常閉點已經連通,可以充分認為安繼的常開點可分斷,安繼完好無損。


                  15、為什么要重視安全繼電器的上電啟動電流?

                  上電啟動電流是指工業電子儀表在上電的一瞬間,會出現遠遠大于正常工作電流的現象。上電啟動電流的性能的指標有兩個:

                   (1)最大上電電流

                   (2)持續時間

                        工業電子儀表內部有電容或者感應電容,在上電瞬間,需要對電容進行充電,電容表現瞬間短路現象,使得啟動電流瞬間變大。因此,工程師在設計工業電子儀表時,必須盡量降低啟動電流,以減少對系統的不利影響。但是由于工業電子儀表的型式實驗往往是針對一臺儀表而進行的,或者實驗電源比較理想,該危害往往會被忽略,以至于在現場,多臺儀表一起使用會出現系統不可靠工作的情形。

                        在工業現場,啟動電流過大的危害在于,工業現場往往是多臺儀表共用一套電源,若啟動電流過大,在上電瞬間可能會導致電流峰值超過電源的規定值,使得電源的負載能力下降,工業電子儀表得電不完全,整個系統不能可靠工作。

                        因此,工業電子儀表必須盡量降低啟動電流,以減少對系統的不利影響。

                        在安全儀表系統(SIS系統),上電啟動電流這一指標顯的尤為重要

                        安全儀表系統任何回路都自帶診斷,如現場儀表供電回路有短路診斷和超載診斷,會通過檢測現場儀表供電回路的電流來判定回路是否短路,或者超載。若診斷出該電流大于內部設定值,則向系統發出故障信號,進入故障狀態,斷開供電回路,保證整個系統安全。

                        若上電啟動電流過大,將可能導致系統無法正常工作。

                  安全繼電器上電啟動電流實例介紹(點擊了解詳情)



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