安全和安全輸入

文章18
自動(dòng)化工廠需要現(xiàn)代化的安全系統(tǒng) 自動(dòng)化工廠需要現(xiàn)代化的安全系統(tǒng)

工業(yè)安全是所有從事工業(yè)工作或設(shè)計(jì)用于工業(yè)或商業(yè)應(yīng)用的設(shè)備的人的關(guān)鍵所在。抱怨“健康與安全條例把人逼瘋”沒(méi)有任何意義” –安全規(guī)則和條例挽救了數(shù)百人的生命。沒(méi)有人會(huì)想效仿某些發(fā)展中國(guó)家,每年的工作死亡人數(shù)高達(dá)數(shù)千。無(wú)論如何,對(duì)規(guī)則的無(wú)視或忽視都會(huì)使您入獄。


在過(guò)去,安全裝置就是一些工具箱,裝有可見(jiàn)的機(jī)電聯(lián)鎖、帶鎖隔離器(或在大型工廠中,許多掛鎖)、接觸器和開關(guān)以及明顯的電纜斷點(diǎn)。如果懷疑哪里有疑問(wèn),就把保險(xiǎn)絲放在口袋中,掛鎖放在隔離器上進(jìn)行檢修。


現(xiàn)在,生活變得更加復(fù)雜??刂葡到y(tǒng)可能會(huì)在距機(jī)器本身很遠(yuǎn)的地方啟動(dòng)和停止設(shè)備,并且要求自動(dòng)運(yùn)行。因此,必須執(zhí)行更嚴(yán)格的控制和規(guī)則,并安裝其他安全系統(tǒng),緊急停止按鈕隨處可見(jiàn)。


安全規(guī)則和法規(guī)通常被視為復(fù)雜而專業(yè)的領(lǐng)域。當(dāng)然,安全檢查員對(duì)設(shè)備的安全負(fù)責(zé)是非常重要的,但實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)是比較容易理解和實(shí)施的。他們還提供有關(guān)如何評(píng)估和降低風(fēng)險(xiǎn)的指導(dǎo)和建議。最新的標(biāo)準(zhǔn)更適用于現(xiàn)代設(shè)備,并且已取代了一組舊的,過(guò)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn),例如EN 954-1。


IEC 61508(電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全)是較新標(biāo)準(zhǔn)的示例。這是通用標(biāo)準(zhǔn),適用于廣泛的工業(yè)過(guò)程和機(jī)械。它就如何評(píng)估故障發(fā)生的頻率以及后果(傷害,死亡,許多死亡等)方面的風(fēng)險(xiǎn)和危害提供了明確的指導(dǎo)。


從此評(píng)估可以得出安全完整性等級(jí)(SIL)。 SIL 1危險(xiǎn)最小,SIL 4危險(xiǎn)最大。確定SIL級(jí)別后,可以選擇具有相同或更高SIL級(jí)別的保護(hù)設(shè)備來(lái)提供保護(hù)。


附加標(biāo)準(zhǔn)可以應(yīng)用于完整的設(shè)備,例如,涉及機(jī)器的EN 62061和涉及控制系統(tǒng)的EN 13849-1。 EN 13849-1還引入了性能級(jí)別PL a至e的概念,它們與SIL類別相似但不相同。


一個(gè)實(shí)際的問(wèn)題是,關(guān)閉復(fù)雜的機(jī)器以更換工具或釋放阻塞意味著耗時(shí)的重啟,這會(huì)導(dǎo)致延遲,并且可能需要工程師的幫助?,F(xiàn)在,通過(guò)包括經(jīng)認(rèn)證的安全輸入,已在許多機(jī)器上克服了這一特殊困難。想法是,設(shè)備的專用輸入(當(dāng)然,在這種情況下是變頻器)將確保設(shè)備設(shè)置為特定狀態(tài),例如禁用。這些安全輸入與標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行/停止輸入的不同之處在于,它們經(jīng)過(guò)第三方監(jiān)管機(jī)構(gòu)的測(cè)試和認(rèn)證,因此可以保證(例如)防止變頻器啟動(dòng)。如果變頻器意外運(yùn)行可能導(dǎo)致嚴(yán)重傷害或死亡(取決于風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別),則該功能保證用戶“鎖定”變頻器。


安全輸入可以保證各種條件,例如安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉(STO),安全限速(SLS),安全速度范圍(SSR)等。最常見(jiàn)也是最有用的是安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉設(shè)置,即如前所述禁用變頻器。

英泰P2和Eco變頻器通過(guò)在控制端子上提供兩個(gè)必須連接到變頻器的0V和24V電源的輸入來(lái)實(shí)現(xiàn)此目的,如圖1所示。

1 安全輸入的典型應(yīng)用


如果這些連接中的任何一個(gè)斷開,都將禁止變頻器。在圖1中,安全繼電器連接在STO +連接中。圖2顯示了連接中斷時(shí)的顯示。

2 安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉輸入禁止英泰 P2變頻器


請(qǐng)記住,如果不使用此功能,請(qǐng)短接這些連線。


這些輸入經(jīng)過(guò)專門從事安全系統(tǒng)測(cè)試的獨(dú)立測(cè)試機(jī)構(gòu)的全面測(cè)試和認(rèn)證。這些安全輸入由系統(tǒng)軟件讀取并會(huì)停止驅(qū)動(dòng),但是,由于難以保證軟件是完美的,萬(wàn)無(wú)一失的,因此IGBT(功率器件)的電源連接也需要連接安全輸入。由此可見(jiàn),即使軟件出錯(cuò),變頻器也不能驅(qū)動(dòng)電機(jī)。


在最壞的情況下,變頻器發(fā)生硬件故障,電動(dòng)機(jī)上也可能存在危險(xiǎn)電壓,但不會(huì)被驅(qū)動(dòng)。


獲得這種級(jí)別的認(rèn)證并不容易。認(rèn)證機(jī)構(gòu)必須了解變頻器的工作方式,以及安全輸入如何確保變頻器的正確響應(yīng)。畢竟,如果出現(xiàn)問(wèn)題,他們將與其他所有人一起被起訴。


不同的應(yīng)用需要不同類型的保護(hù)。最后,沒(méi)有什么比緊急停止按鈕更好的了,該按鈕可以在緊急情況下切斷機(jī)器(或工廠的重要部分)的電源。



3 急停應(yīng)該始終可用


安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉功能實(shí)際上更多地應(yīng)用在禁止機(jī)器使用方面,但要保證其電源,并且能夠安全地工作。既然此功能已在許多變頻器上可用并通過(guò)了認(rèn)證,那么風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和機(jī)器設(shè)計(jì)將變得更加容易。


切記,一定要遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的準(zhǔn)則和正確的程序;本文中的信息并不提供安全安裝變速變頻器的建議。