在工业安全系统中，冗余和安全经常一起出现。安全继电器监控紧急设备以根据状态切换触点 - 但它们与普通继电器有何不同？为什么我们需要安全？对于任何自动化机器，无论大小，总会安装某种安全系统。机器不知道人们何时离得足够近以至于受伤，因此我们需要一种万无一失的方法来在人们靠近时停止机器或进程。这些设备不需要发生故障，因为如果发生故障，人们可能会受到严重伤害甚至死亡。本文将回顾安全继电器，为了防止混淆，我这里指的是通常遇到紧急停止按钮或光幕的安全继电器。有时安全接触器与安全继电器混淆，但两者的用途截然不同。
图 1.带有各种继电器和应急装置的安全系统。图片由Pilz提供安全继电器与标准继电器安全继电器的机械动作与标准继电器非常相似。将有一个输入信号触发输出触点闭合，完成电路并允许机械移动。工业机电继电器将具有一个信号（可能是 24 或 120 伏），该信号为铜线线圈通电以触发输出触点组。 安全继电器有两个输入信号电路，通常是固态的，用于快速响应并启用输入之间的延时捕获。它们需要同时触发，通常在几分之一秒内触发。这两个输入电路将由所有紧急停止和其他紧急安全控制装置的并排冗余触点组完成。 安全继电器通常还需要单独的控制电压和接地，以便为内部电路供电。 标准继电器可以有 1-6 个双极（常开和常闭）或单极（常开或常闭）触点。然而，对于安全继电器，常开输出触点更为常见，但市场上也有一些具有一些常闭辅助触点的产品。当标准继电器发生故障时，它可能会保持在闭合或通电状态；如果继电器用于监控紧急停止按钮等安全系统，这可能非常危险。如果继电器无法切换状态，按下急停按钮时机器不会停止。使用安全继电器，内部功能可确保如果继电器发生故障，它将在打开状态或未通电状态下发生故障。 有时，常闭触点用作安全装置链中的监控信号，以确保继电器在允许系统通电之前关闭，例如，在安全门打开时运行的安全“示教”模式的信号启用。通常安全继电器不需要设置或调整，但市场上有一些具有定时器功能会延迟通电，这些继电器需要调整以满足系统的要求。 安全继电器的独特功能有许多不同种类的安全继电器具有许多不同的选项和特性，但定义特性是监控链。通常，安全继电器有两个输出电压端子和两个线圈输入端子，它们是冗余监控通道。这个想法是通过所有紧急停止按钮、手掌按钮或任何安全等级的设备以菊花链方式运行两个输出端子，然后返回到线圈的输入端子。 安全继电器正在寻找这些输出和输入端子之间的电气连续性。如果没有连续性 - 无论是由于故障还是通过按下急停按钮 - 那么安全触点将打开并停止机器内的运动。之所以有两个输出和两个输入是为了冗余，如果紧急停止按钮的一个触点在按下时没有打开，系统就会出现故障，输出触点会打开。内部接触失败的可能性很低，但并非不可能。两个同时失败的可能性要小得多。
图 2.各种尺寸的安全继电器。图片由Pilz提供安全继电器品种及应用即使使用现代安全 PLC，市场上仍有许多不同种类的安全继电器。任何安全等级的设备都需要与安全控制元件（继电器等）结合使用，以保持其安全等级。这意味着，如果您在具有移动组件或可能伤害人员的过程的机器上安装了紧急停止按钮，则需要使用安全继电器来维持该组件的安全等级。您仍然可以在没有安全继电器的情况下使用紧急按钮，它不会被归类为许多机器安全标准协议，例如ANSI B11.19或ISO 13.110。 安全继电器的大小取决于它们所监控的安全组件的类型和数量、触点输出的数量和安全等级等级。一些继电器具有特殊功能，例如安全静音或消隐，可在特殊情况下暂时静音安全输入。其他继电器允许添加额外的触点，一些高级安全继电器允许使用图形功能块程序进行少量编程。
图 3. IDEC 安全继电器模块，K1 和 K2 的指示灯显示冗余输入线圈通道。图片由IDEC提供安全继电器和中央 PLC由于安全继电器已经具有安全等级等级，因此无需使用安全等级的 PLC 或 PLC 的安全等级输入。一些设计人员会使用其中一个常开输出将信号传递到 PLC 以监控安全系统的状态。如果您想知道是哪个安全组件导致系统无法通电，则应使用每个安全设备上的单独触点。不建议从两通道监控链分支来监控安全设备的各个状态，而是使用额外的触点。一旦在 PLC 中知道安全系统的状态，就可以在系统被认为不安全时设置故障。 安全继电器故障排除大多数安全继电器的前面都会有一些指示灯。这些灯指示继电器的电源、通道一和通道二的状态，有时还会显示错误灯。为了使安全继电器通电，两个通道灯都需要打开，如果有复位链，也需要满足。如果继电器上没有状态灯，技术人员可以检查输出和输入通道之间的连续性。 一个常见的问题是，在初始接线过程中，通道一的输出将与通道二的输入交换。错误指示灯可以指示通道不同步或继电器本身有缺陷。如果监控通道和复位通道之间有连续性，并且继电器仍然不通电，请检查正确端子的电压是否正确。如果继电器仍然无法通电，则可能是继电器有缺陷，应联系供应商或制造商。 概括安全继电器非常适合监控一些安全设备并确保在需要时安全停止机器。如果您的系统有很多安全设备，那么更先进的安全 PLC 或安全控制器可能是更好的选择。如今，大多数 PLC 都提供安全等级版本，可以与远程或分布式安全输入和输出机架进行通信。
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