安全控制電路的等級劃分
國內(nèi)生產(chǎn)的機器設(shè)備出口歐盟、獲取CE認證的時候,我們通常會在電氣控制電路的設(shè)計中遇到“安全等級”的概念。那么如何來區(qū)分電氣控制電路的安全等級?如何來設(shè)計電路以達到安全認證的要求?
首先,在設(shè)計一套機器之前,必須對該機器進行風(fēng)險評估。要從各個方面、各個部位,評估這臺機器會帶來什么樣的危險,最終確定這臺機器(或其中某一部分)的危險等級。根據(jù)歐洲機器安全標(biāo)準EN 954-1,危險等級分為B,1,2,3,4五個等級,危險等級依次增高,等級4為最高的危險等級。
在完成一臺機器(或其中某一部分)的風(fēng)險評估、確定其危險等級后,就必須采取一系列的措施來降低風(fēng)險。如機械結(jié)構(gòu)上的設(shè)計改進、安全防護措施的增加、安全控制電路的使用等等。
對于安全控制電路的設(shè)計,也必須符合所要求的安全等級。根據(jù)歐洲機器安全標(biāo)準EN 954-1,對應(yīng)于危險等級的5個等級,控制電路的安全等級也分為B,1,2,3,4五個等級,安全等級依次增高,等級4為最高的安全等級。舉例來說,一臺機器(或其中某一部分)的危險級別確定為4級,那么相應(yīng)的安全控制電路的安全等級也必須為4級。
等級B要求與安全功能有關(guān)的控制電路在設(shè)計、選擇和組裝過程中必須使用符合基本安全準則和有關(guān)標(biāo)準的安全開關(guān)電器。安全控制電路要能夠承受語氣的運行強度,能夠承受運行過程中工作介質(zhì)的影響和相關(guān)外部環(huán)境的影響。等級B是最基本的等級,其他等級都必須滿足等級B的要求。
與等級B相比,等級1要求使用成熟的元器件,即在相似的應(yīng)用領(lǐng)域有過廣泛和成功的使用,或是根據(jù)可靠的安全標(biāo)準制造的元器件,以及使用成熟的技術(shù)。
在等級B和等級1中,安全控制系統(tǒng)對故障的承受能力主要是通過采用適當(dāng)?shù)脑骷韺崿F(xiàn)。如圖所示,保險絲F0和急停按鈕S0串聯(lián)在主控回路中。若采用合理的保險絲和可靠的急停按鈕,這個回路里的風(fēng)險我們是可以接受的。但當(dāng)安全控制電路中出現(xiàn)任何一個單一故障,如急停按鈕觸點焊死,都會導(dǎo)致安全功能的丟失。故這個控制回路的安全等級只能夠是B級或1級。
在危險機械的設(shè)計中,等級B和等級1很少使用。通常最常使用的是等級2,3,4。
我們可以把一個簡單的控制電路分成信號輸入部分(如急停按鈕、限位開關(guān)、光柵)、控制部分(如繼電器、PLC)和輸出部分(如控制電機用交流接觸器)。根據(jù)EN 954-1中安全等級的描述,若要達到安全等級2級及其以上,控制部分必須使用安全的元器件,如安全繼電器、安全PLC等。在所使用的安全繼電器達到要求的安全等級的基礎(chǔ)上,我們通常可以通過信號輸入部分的接線來判斷等級2、3、4。我們現(xiàn)在以急停按鈕為例,分析這三個安全等級的應(yīng)用接線。
若是使用單通道信號輸入,進入安全繼電器,那么這個控制電路的安全等級是在2級。
若使用雙通道信號輸入,進入安全繼電器,同時不可檢測兩個輸入觸點間的短路。那么這個控制回路的安全等級是在3級。
若使用雙通道信號輸入,進入安全繼電器,同時可檢測兩個輸入觸點間的短路。那么這個控制回路的安全等級是在4級。
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