关于安全和紧急停止的设计.doc

关于紧急停顿和平安电路的分析前言：以下为我搜集、整理和编写的一些资料，仅供公司内部参考其中技术错误和文字错误敬请阅读者帮以修改并指出，这将是对我极大的帮助与鼓励我想也是我们大家共同学习与交流的一个时机文章中所用的图纸、例子，没有针对任何人和任何工程之意如有不妥敬请谅解目的仅仅是为了共同提高我们的设计的平安性和可靠性这对于公司和个人都是必须的在EN 60204-1标准的第段中，规定了三种停顿类别：1〕：停顿类别0：通过立即切断供应机器设备的电源来实现停顿，也就是停顿不受控制2〕：停顿类别1：受控制的停顿，供应机器设备执行机构的电源一直保持，以使机器设备逐渐停顿下来只有当机器设备完全停顿后电源才被切断3〕：停顿类别2：受控制的停顿，供应机器设备驱动装置的电源一直保持机器设备的平安保护，其核心就是使机器设备的危险动作停顿下来如何将机器设备从运行到停顿下来？——根据所使用的平安保护装置的不同，可以有不同的平安停顿功能在正常运行中使用的停顿功能，必须要能够防止机器设备、产品和加工过程被破坏，同时要能够防止机器设备的重新启动，这就是对平安停顿功能的要求正确的、平安的停顿，必须建立在对机器设备所进展的危险性分析的根底之上，这在EN954-1：1994标准中有所规定。

EN 1050 风险评估调试模式下，PLC 控制机械手以较慢的速度运行，会对操作人员造成较小的伤害运行操作模式下，速度较快，会对人员造成严重的伤害任何一台机器都存在危险一台平安的设备、或采用平安保护和控制措施的生产过程能够防止事故的发生人的不平安行为〔如违章、违规操作〕和物的不平安状态〔如控制器件失效、机器误动作等〕平安系统与控制系统的关系–平安系统和控制系统属于两个完全不同的概念–控制系统用来保持设备在各种外部条件下能够在正常的限定*围内运行–平安系统是为确保设备在出现故障时，仍处于平安状态的系统–控制系统的功能应服从于平安系统的要求EN/IEC 60204-1 机械平安机械电气设备EN/IEC 60204-1 机械平安机械电气设备9控制电路和控制功能9.4 故障情况的控制功能9.4.1 一般要求电气设备中的故障或骚扰会引起危险情况或损坏机械和加工件时，应采取适当措施以减少这些危险的可能性所需的措施及其实现，无论单独或结合使用，均依赖于有关应用的风险评价等级9.4.2 故障情况下减低风险的措施9.4.2.1 采用成熟的电路技术和元件9.4.2.2 采用冗余技术9.4.2.3 采用相异技术9.4.2.4 功能测试可否使用普通PLC作为平安系统硬件？一般来讲，不能选用普通PLC作为平安系统的硬件，这是因为当它失效时，其输出不能保证是处于定义的平安状态。

短路导致危险状态PLC OutputEN 954-1 平安等级B和1级等级要求摘要风险评估平安原则B控制器的平安相关局部的选择必须根据最新的技术，并且可以承受预期的运行强度，能够承受运行过程中工作介质的影响和相关外部环境的影响一个故障可以导致平安功能的丧失一些故障依然不会被监测出来通过元器件和平安原理的选择1在等级B的根底上，必须使用具有平安功能保证的元器件和原理如同等级B,但在平安功能上更加可靠如同等级B,但在平安功能上更加可靠EN 954-1 平安等级B和1级 原理图EN 954-1 平安等级2级等级要求摘要风险评估平安原则2符合等级B 的要求，并且使用适当的、可靠的平安设计法则:在机器启动的时候，执行一个平安检测功能，假设有必要可以周期性的执行该检测功能只有系统是平安的，机器才能够启动... 通过一个频繁的检测，故障可以被检测出来也就是高等级的平安特性单通道输入使用启动检测功能的控制器件EN 954-1 平安等级2级 原理图EN 954-1 平安等级3级等级要求摘要风险评估平安原则3符合等级B 的要求，并且使用适当的、可靠的平安设计法则平安相关局部必须按照以下设计:-在任何局部的单一故障不会导致平安功能的丧失并且-任何时候，使用适当的方法，单一故障能够被检测出来一个单一故障的出现不会导致平安功能的丧失在下一次平安功能实施前，能够检测出该单一故障但并不是所有的故障都会被检测出来，一个累计的故障会导致平安功能的丧失双通道触点(或两个别离的)平安输入设备，连接至两个独立的电路单元。

EN 954-1 平安等级3级 原理图紧急急停按钮的要求设备发生异常或有误操作时，使设备停顿相关标准：——适用带直接断开机构的常闭触点，IEC60947-5-5/-1——按钮为红色，背景为黄色，形状是掌型或蘑菇型，IEC60947-5-5，ISO13850，IEC90204-1——操动头被按下后，必须一直保持停顿状态，只能用手复位，IEC60947-5-5，ISO13850——急停开关在机器的停顿和运行状态下均应有效，并且优先于其他任何控制，ISO13850，IEC60204-1——急停开关的安装位置应在操作控制台或工位附近，紧急情况能够立即操动开关，ISO12100，ISO13850，IEC60204-1平安门是设备正常启动的一个必备的条件对于紧急停顿和平安门功能，必须具备 0 级或 1 级停顿(见EN60204 9.2.3)应优先选用0 级停顿停顿功能应当否认相关启动功能，见EN60204 对于紧急停顿还应做到：―――紧急停顿功能应否认所有其它功能，和所有工作方式的操作―――接往能够引起危险情况的机械制动的动力应尽可能快的切除，切不引起其它危险〔如采用无外部动力的机械停车装置，对于1类停顿应采用反接制动〕―――复位急停不应引起重新启动。

急停应起 0 级或 1级停顿功能作用(EN60204 9.2.2)如果使用 0 级停顿功能作为急停功能，它应只有导线直接连接的机电部件，此外他的操作不依赖于电子逻辑〔硬件或软件〕或通过通信网络或数据链的指令传输关于 EN60204 的紧急断开〔〕紧急断开的功能目的，见〔IEC60364－4－46〕以下场合应提供紧急断开：―――直接接触防护〔如电气工作区有汇流排，汇流线，汇流环和控制设备〕只是通过置于伸臂以外的防护活用阻挡物防护来到达目的；―――由电可能会引起的其它伤害或危险的紧急断开由 0 级停顿来完成我们的超温保护应列为紧急断开如果使用 1 级停顿功能作为急停功能，应确保最终切除机械致动机构的能源供应，并应通过机电部件去实现下面为停顿类别的例子1〕：停顿类别0：通过立即切断供应机器设备的电源来实现停顿，也就是停顿不受控制运动控制驱动器的平安停顿监控应用、接线例如——停顿类别 0运动控制驱动器的平安停顿监控应用、接线例如——停顿类别 1停顿类别1：受控制的停顿，供应机器设备执行机构的电源一直保持，以使机器设备逐渐停顿下来只有当机器设备完全停顿后电源才被切断停顿类别2：受控制的停顿，供应机器设备驱动装置的电源一直保持。

比方：通过通讯使变频器停顿，但此时变频器依然得电故障情况的控制功能〔EN60204 9.4〕一般要求 电气设备中的故障或干扰会引起危险情况或损害机械和加工工件时，应当采取适当措施以减少这些危险出现的可能性所需的措施及其实现，无论是单独或结合使用，均依赖于有关应用的风险评价等级〔EN60204 4.1〕 减少这些危险的措施包括但不限于：―――机械上的保护器件〔如连防护装置，脱扣器件〕；―――电路的保护连锁；―――采用成熟的电路技术和元件〔EN60204 9.2.4.1〕―――提供局部或完整的冗余技术或相异技术；〔EN60204 9.2.4.2〕―――提供功能试验〔EN60204 9.2.4.3〕通过以上简单的对 EN60204 的有关停顿和断开及原理分析，我建议我们的电气设计中的有关平安的局部应遵循以下内容1：紧急停顿必须为 0 级或 1 级停顿 －0 级停顿，直接切断控制接触器的电源，释放机械制动器例如，我们的普通电机控制 －1 级停顿，如果直接切断控制接触器的电源不允许时，则，我们应做到，使设备快速停顿， 然后切断电源比方，设备需要反接制动。

例如，我们的行走机械手，由于行走速度较快，突然断电可能损坏机械手或伺服控制器，则此时我们，应当首先向机械手发送快速停顿命令，3 秒延时后断开伺服控制器或变频器的电源 对于其它小功率的动作电机的变频器〔功率小于3KW〕，则可以直接采用 0 级停顿，即断开变频器的电源对于我们的辊棒炉控制，显得尤为重要，因为目前为止，我们的辊棒炉均由变频器驱动，并且不受紧急停顿的控制，有的甚至连必要地钮子开关都没有，只有一个马达空开，而且装于控制柜内，这样一旦出现人员被辊棒损害，急需停顿时，将无从下手，即使快速的到控制柜旁，并且控制柜们已翻开，也难以找到空开的位置从Aichelin 的辊棒炉，网带炉等均由急停直接控制 例如：**马丁诺，大辊棒炉，歌德堡SKF 均直接急停控制辊棒停顿这是 EN60204-1 的有关急停的最根本的要求！当然，我们的设计人员说的也有他的道理，他们恐怕辊棒被压弯但是这种担忧必须服从最起码的平安标准不然，我们的电气图纸就有问题，我觉得我们应当认识此类问题的严重性美国，和印度辊棒炉采用如下方式，使平安和保护辊棒两者兼顾： －急停触发，辊棒停顿符合 EN60204 的 0 级停顿。

－急停释放，装于主炉辊棒附近的报警器和报警灯提示，辊棒30－60秒后自动运行报警器关闭 即辊棒不受控制电压控制以上控制模式采纳歌德堡的控制模式马丁诺则，控制电压和急停都直接切断辊棒运行安国特铸链炉，**福斯罗铸链炉直接切断网带变频器的电源我手头仅有两个辊棒炉工程的图纸，我们是否可以咨询一下Aichelin 总部？以下是我们的图纸〔**SKF 与此雷同〕，其它工程未做统计，但是有一点，辊棒不受急停控制！！此类图纸用一个钥匙开关可以切断变频器电源但是不受急停的控制，不符合EN60204 关于急停的规则此种方式对于控制风机、风扇勉强可以承受〔取自襄轴图纸〕取自*新工程的图纸此类图纸用一个空开可以切断变频器电源但是不受急停的控制，操作台上没有可以停顿的开关，严重不符合EN60204 关于急停，紧急断开的规则，非常危险，我们有些工程均如此！！我个人以为，一个设备运转后不能停顿，比这个设备不能运转更可怕，也更危险！－紧急停顿必须保证在复位后不能自启动对于急停我们在国内工程我们首推以下电路此电路带检测功能，器件不正常时不能启动符合EN60204关于停顿的要求，到达了 B2 标准我建议今后都使用此电路。

而且急停要切断相应PLC输出模块的供电电源分析：如果 124K1 ，124K2，124K3 任何一个继电器损坏电路将不能启动!而且启动后使用了相异触点连锁平安级别到达了 B2 对于出口或外资工程，我建议一律使用有平安认证的Pilz产品，包括平安门保护，甚至包括供气回路2：关于超温和平安温度的建议－超温仪表超温，我们应当符合紧急断开的原则EN60204 9.2.2)它应只有导线直接连接的机电部件，此外他的操作不依赖于电子逻辑〔硬件或软件〕或通过通信网络或数据链的指令传输通过PLC做超温保护我觉得应当杜绝可是我们的*些工程却通过了PLC输入模块和PLC输出模块，并且通过了PLC的逻。