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环保节能与安全 吴双丽 等·半钢二次法成型机上安全产品的应用
块，模块详细应用如下所述。 普通交流接触器作为频繁分断带负荷电路的控制器件，
2.1 安全继电器模块 其作为电动操作适用于远距离和自动控制系统，但不
半钢成型机中，安全继电器模块主要用于对安全 具有过电流保护功能，而安全接触器在过载时会启动
地毯和安全光幕的控制，当安全光幕出现遮挡信号时， 安全装置，自动断开接触器，这样就会很大程度上保
传输给安全继电器，进而通过 PLC 完成对输出器件状 护我们的设备，因此半钢成型机的安全性能进一步得
态的控制。 到提高。
安全继电器搭建的安全回路可用于控制单一安全
功能，对小型的安全控制系统较适用。其安全输出有 4 安全等级
继电器触点输出或晶体管输出，任何一种输出方式都 针对半钢两次法成型机控制系统的安全性能评
能保证至少 2 个通道进行输出控制。在一个通道出现 估，首先根据机械指令的规定，每台机器均应遵守适
输出故障时，另外一个冗余通道仍然能够保证安全继 用的指导方针和标准，并需采取相关措施，以将人员
电器的安全控制功能，并及时检测出故障通道。这种 风险控制在最低限度。首先，由工程师依据 EN ISO
控制方式成本适中，能达到较高的安全等级，但如果 14121 进行风险评估，如图 4 所示 [7] 。
安全元件多线路依然比较复杂，则不适于大型生产线
[5]
。
2.2 安全 PLC 模块
部分半钢成型机中安全控制模块采用安全 PLC，
其主要用于对安全地毯、安全光幕、安全拉绳及急停
回路等的控制，并实现了控制网络和安全网络的集成，
使系统具有可靠的安全保护装置，其原理简图如图 3
所示。
图 4 安全等级示意图
要求安全等级 PLr 由低到高分为 a、b、c、d、e
五个等级，其中的风险评估含义如表 1 所示。
表 1 风险评估表
S 危害程度 F 暴露于危险中的频率 P 避开危险的可能性
S1 轻微伤害 F1 极少发生 P1 特定条件下可能
S2 严重伤害
图 3 安全 PLC 原理简图 （不可逆 ) F2 频繁发生 P2 不可能
安全 PLC 的 CPU 采用冗余的多处理器结构，各 各器件完成风险评估之后，借助 EN 954-1 标准
处理器相互监控，当处理器之间出现信息不一致时， 以确定安全电路设计和实施的类别。根据 EN 954-1
控制器将切换至安全状态，并发出报警信号 ；同时， 标准，安全控制回路图分为 B、 1、 2、 3、 4 共 5 个类别，
安全 PLC 对内部的存储器，输入输出寄存器等元件进 根据所选电器件及回路计算出其 PL 等级，若计算 PL
行实时监控，并且采用特殊测试脉冲对输入信号和输 大于等于 PLr，则所有安全功能都分析通过，该回路
出被控元件进行检测，当检测发现不安全因素时，控 符合 CE 认证标准。
制器将立刻切换至安全保护状态。安全 PLC 的优点是 我公司生产的半钢两次法成型机，所用到的安全
可编程性能强大，使用安全总线能实现很高要求的安 产品组成的安全回路中，计算 PL 值均达到 PLr 所需
全控制，但成本相对较高 [6] 。 要的安全等级值并通过 CE 认证，在设备安全性能方
面得到相应的保证。
3 安全输出
半钢二次法成型机中所用的安全输出包括安全 5 总结
PLC 输出模块和安全接触器，安全接触器与普通接触 半钢两次法成型机中，通过对安全光幕、安全
器最主要的差别就是在智能安全报警系统上的区别， PLC、激光扫描仪、安全地毯、触边等安全产品的应用，
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2019 第 45 卷 ·49·
