Реле безопасности – обязательный компонент электрической цепи с установленным промышленным оборудованием. Такие электромеханические реле разработаны для аварийного отключения техники, они используются, когда жизни человека угрожает любая опасность. Реле безопасности размыкают цепи опасного оборудования, применяемого на промышленном предприятии – это прессы, различные ножи, лифты, эскалаторы, автоматические двери и не только. Устройства проектируются так, чтобы ничто не помешало выполнению функции защиты даже при возникновении сбоя или перегрузки в электрической цепи.
Как работает реле безопасности
Реле безопасности работает за счет электронных блоков, их схемы спроектированы с учетом статистики аварийности и наиболее распространенных причин аварий. Впервые разработкой такого оборудования занялись производители Pilz и Dold, в дальнейшем на рынке появились торговые марки Sick, Omron и т.д.
Основной принцип работы такого реле – невозможность включения цепи при наличии неисправности. Силовые части станка, пресса или иной техники питаются через 2, 3 или 4 контактора, и в случае любой неисправности мгновенно разъединяют цепь. Станок или иной механизм невозможно включить, если хотя бы один из контакторов не работает. При залипании из-за перегрузки, заклинивании во включенном положении или иной неисправности опасное оборудование просто невозможно подключить – это предотвращает возможные аварийные ситуации и несчастные случаи.
Во внутренней схеме безопасности, как правило, присутствуют реле К1 и К2, через их контакты подключаются контакторы КМ1 и КМ2. По простой одноступенчатой схеме подключения при замкнутой аварийной сети для запуска станка оператор должен нажать кнопку «Пуск» (или Сброс, Reset). Внутренние реле будут включены только при отключении линейного контактора. Если же контактор неисправен или имеются залипания, станок просто не запустится.
Для более опасных перерабатывающих линий используется двухступенчатая система безопасности, так как вероятность травмирования персонала значительно выше. Сначала нажимается кнопка «Сброс», затем «Пуск», для запуска используются два модуля. Если в одном из них возникнет неисправность, запуска оборудования не произойдет. Две цепи увеличивают надежность оборудования: пока первый модуль безопасности не будет включен, питание во второй не поступит.
Основные виды и функции
Наиболее распространенным видом оборудования стало электрическое реле – оно может иметь электронные и вспомогательные цепи деблокировки. Поскольку установки обычной кнопки «Аварийная остановка» недостаточно для обеспечения безопасной работы промышленного оборудования, в цехах применяются различные варианты защитных отключающих устройств. Системы безопасности выполняют несколько функций:
- контроль работоспособности датчиков, установленных на оборудовании;
- безопасное отключение оборудования при возникновении любых угроз;
- контроль простоя приводов и состояния проводников датчиков.
Такие реле помещаются в компактный корпус, который размещается в коммутационном шкафу в помещении. Для предприятий они подбираются по целому ряду характеристик: это диапазон питающего напряжения, количество защитных контактов, количество клемм, наличие съемных клемм.
Реле безопасности выполняют не только функцию аварийной остановки оборудования при выявлении неисправностей. Они также могут контролировать затворы безопасности, световые барьеры, контактные коврики, способны отслеживать скорость работы оборудования. Чем сложнее схема микроконтроллера, тем большее количество функций может выполнять реле – оно обеспечивает контроль соблюдения норм безопасности и предотвращает несчастные случаи на производстве.
Особенности подключения и использования
Компактный корпус реле с желтой передней панелью комплектуется съемными зажимами. Это упрощает его установку в коммутационном шкафу. Провода датчиков могут иметь большую длину–это расширяет возможности подключения к промышленному оборудованию.
Модульные реле безопасности могут включать в себя стандартные и расширенные наборы модулей. Это позволяет контролировать не только стандартные кнопки аварийной остановки, но и выполнять другие функции. Так, контроль световых завес обеспечивает отключение оборудования при случайном или неразрешенном проникновении.
Если машина представляет повышенный риск травматизма, то две руки операциониста не должны быть в зоне опасности. Для этого механизм должен запускатьсяобеими руками. Без соблюдения этого условия в определенный временной промежуток станок не запустится. Такая функция реле безопасности играет важную роль в предотвращении производственных травм.
Преимущества и недостатки
Использование реле безопасности позволяет вовремя выявить любые неисправности во входной цепи и не допустить запуска оборудования. Также оно может контролировать затворы безопасности, пульты управления и многое другое. Расширенный функционал позволяет обеспечить безопасность производственного процесса, предотвратить травматизм операторов и не допустить использования неисправного оборудования.
Установка на предприятии современных реле безопасности станет выгодным решением по ряду причин:
- Простота подключения и настройки. Производители предлагают модульное оборудование для конкретных условий эксплуатации.
- Безопасность во время проведения ремонтных работ. Станок невозможно запустить до сброса основных настроек, в связи с чем не допускается внезапный или случайный запуск с негативными последствиями.
- Экономия на замене модулей. Если реле вышло из строя, то его легко заменить без прокладки нового проводного подключения.
- Быстрый ввод в эксплуатацию. Удобная система подключения позволит модернизировать систему управления.
- Возможность работы в условиях высоких температурных и вибрационных нагрузок. Реле обеспечивает защиту оборудования в условиях работы производственного цеха.
- Специальное оформление. Передняя панель реле имеет ярко-желтый цвет – это маркировка устройств, отвечающих за безопасность работы.
Минусом можно назвать дополнительные расходы на приобретение и установку. Однако они полностью оправданы предотвращением несчастных случаев, чрезвычайных ситуаций с поломками оборудования и причинением травм. Использование реле стало частью обязательного стандарта оснащения производственных цехов, а правильное оснащение предприятий – нормой производства на западе. В России такое оборудование устанавливается на каждом крупном предприятии.
Реле безопасности являются устройствами , которые обычно реализуют функции безопасности.
содержание
история
Реле и контакторы используются для управления машинами и оборудования в первые дни технологии управления. В случае возникновения опасной ситуации, привод был просто изолирован от источника энергии. Этот тип системы защиты можно манипулировать в случае неисправности, отключив защитную функцию. Специальные схемы реле, такие как комбинация трех контакторов, были первые проекты , чтобы выйти из дискуссий о том, как это можно было бы избежать. Эти комбинации устройств привели к разработке первого реле безопасности от немецкого производителя автоматизации Пильца , в PNOZ.
Описание
В случае опасности, задача функций безопасности (например , E-STOP , безопасность затвора или остановки мониторинга) заключается в использовании соответствующих мер , чтобы уменьшить существующий риск до приемлемого уровня. Эти многочисленные функции безопасности включают в себя:
- Аварийный останов кнопочные
- ворота безопасности
- Световые устройства лучевых
- чувствительно к давлению коврики
- управления двумя руками
- Временная задержка
Таким образом, реле безопасности контролировать определенную функцию. При подключении к другому реле безопасности, они гарантируют полный контроль завода или машину. Они отвечают требованиям EN 60947-5-1, EN 60204-1 и VDE 0113-1.
Конструкция и принцип действия
Конструкция технология заключается основная разница между реле безопасности:
- Классический контакт на основе технологии реле «силовые управляемые контакты реле»
- С электронной оценки и на основе контактных беспотенциальных выходов
- Полностью электронные устройства с полупроводниковыми выходами
Реле безопасности всегда должны быть сконструированы таким образом , что, если подключено правильно, ни неисправность в устройстве , ни внешнее повреждение , вызванный датчиком или исполнительным механизмом приведет к потере функции безопасности.
Нормальное реле использует проволочную катушку и механическое перемещение металлических контактов для переключения нагрузки включения и выключения. Металлические контакты могут шов закрыть после повторных циклов работы. Если это произойдет, то машина будет продолжать работать , если оператор нажал аварийную остановку кнопки . Это было бы опасным для оператора. По этой причине, многие европейские, американские, национальные и международные нормы и стандарты безопасности запрещают использование простого реле или контакторов на опасных машинах.
Типичная конструкция реле безопасности первого поколения основана на классическом сочетании три-контактора. Избыточная конструкция гарантирует , что ошибки монтажа не приводят к потере функции безопасности. Два реле (К1, К2) с положительными наведением контактов обеспечивают безопасные контакты переключения. Две входные цепи CH1 и CH2 каждый активировать одну из двух внутренних реле . Схема активируется с помощью пускового реле К3. Существует еще одна схема контроля между соединительными точками Y1 и Y2 (петля обратной связи). Это соединение используется для проверки и контроля положения исполнительных механизмов , которые активируются или закрыты с помощью контактов безопасности. Устройство выполнено таким образом , что любые ошибки в входной цепи обнаруживаются, например контактная сварка на аварийном отключение / аварийная остановка кнопочной или на одном из контактов безопасности на выходном реле. Защитное устройство останавливает устройство переключения на месте и , таким образом , останавливает активацию реле K1 и K2.
PNOZ — зарегистрированный товарный знак компании Pilz GmbH & Co KG. Изделие представляет собой защитное реле. В 1987 году компания Pilz разработала первое реле аварийного останова для защиты людей и оборудования. [1]
Содержание
История изделия [ править | править код ]
На заре развития технических средств управления главным для системы управления была функция, то есть образ процесса. Оборудование и станки предприятий приводились в действие при помощи реле и контакторов. Там, где были установлены отключающие устройства или устройства защиты персонала, исполнительный механизм при необходимости просто отсоединялся от источника энергии. Но со временем стало понятно, что защитная система такого типа может отказать в случае ошибки. И тогда ничто не будет гарантировать защиту. Как следствие, пришлось анализировать варианты надежного обеспечения такого разъединения. [2]
Одним из первых результатов этого анализа стали особые релейные схемы, в частности комбинация из 3 контакторов. Эти объединения устройств в конце концов привели к созданию первого защитного реле — PNOZ. Выдержка из патента EP0482437: С целью приведения каналов (2, 3) в рабочее состояние после отсоединения двухканальное устройство аварийного отключения (1) оснащено первой цепью инициализации (4), произвольно приводимой в действие вручную с помощью клавиши (21). Для автоматического приведения устройства аварийного отключения (1) во включенное состояние, даже после возобновления подачи питающего напряжения, предусмотрена еще одна цепь инициализации (5), которая служит только для восстановления цепи подачи питающего напряжения. [3]
Описание изделия [ править | править код ]
Таким образом, защитные реле представляют собой устройства, обычно обеспечивающие функции безопасности. В случае опасности защитная функция обеспечивает принятие надлежащих мер, направленных на снижение существующего риска до приемлемого уровня. К числу этих защитных функций можно отнести следующие: [4]
- Управляемая, а потому безопасная остановка перемещений
- Контроль положения перемещаемых ограждений
- Прерывание закрывающего защищаемую зону перемещения на время доступа в неё человека
У защитных реле есть особая функция контроля: подключение их к другим защитным реле гарантирует полный контроль над оборудованием предприятия или машиной. Первая система управления, связанная с безопасностью, фактически появилась благодаря желанию гибко соединить функции с помощью программирования, подобно тому, как это делается на программируемом логическом контроллере (ПЛК). [2]
Устройство и работа [ править | править код ]
Современные защитные реле отличаются в первую очередь конструкцией:
- Классическая технология реле на основе контактов
- Наличие электронного оценочного элемента и беспотенциальных выходных контактов
- Полностью электронные устройства с полупроводниковыми выходами
Конструкция защитных реле всегда должна быть такой, чтобы — при правильном включении в цепь — ни неисправность самого устройства, ни внешняя неисправность, вызванная датчиком или исполнительным механизмом, не могла привести к отказу функции защиты. [5]
Типовая конструкция защитного реле первого поколения в релейной схемотехнике выполнена на основе классической компоновки с 3 контакторами. Конструкция с резервированием обеспечивает безотказность функций защиты даже при погрешностях проводки. Два реле (K1, K2) с контактами, управляемыми положительными сигналами, обеспечивают безопасную коммутацию. Каждая из двух входных цепей CH1 и CH2 задействует по одному из двух внутренних реле. Напряжение в цепь подает пусковое реле K3. Между точками соединения Y1 и Y2 имеется еще одна контрольная цепь (контур обратной связи). Соединение служит для проверки и контроля положения одного или нескольких исполнительных механизмов, работу которых можно запустить или прекратить с помощью защитных контактов. Конструкция устройства позволяет выявить любые неисправности во входной цепи, например, залипание контактов на кнопке аварийного отключения/аварийного останова или на одном из контактов защиты на выходном реле. Защитное устройство прекращает переключение устройства в исходное состояние и тем самым останавливает включение реле K1 и K2. [6]