6ES7288-3AR04-0AA0西門子PLC模塊

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1. 安全電路設計準則

??(1) 安全性標準。電氣設備的安全性，在所有機電設備中占有至高無上的地位，必須引起設計人員的高度重視。為了統一設備的安全性標準，1995年歐洲共同體頒布了"89/392/EWG有關成員國設備標準傾向統一的法令"，即zhuming的"設備法令"。該法令從1995年1月1日起，開始對歐洲共同體流通的所有設備具有約束力，它是所有生產制造商必須執行的基本安全要求，以法律形式進行強制。所有生產制造商必須聲明其產品符合"設備法令"中相關標準的規定，并對此負法律責任。設備必須配有"CE"標志，表明設備已經符合標準的要求。

??在89/392/EWG"設備法令"中，對安全性的定義是"……在實現設備功能的過程中，不引起傷害或有利于健康……”。設備安全性標準分以下3類：

??1) A類標準：安全基礎標準。它涉及設備安全性、基本概念等，是適用于所有設備的通用設計導則。主要標準有EN292-1、EN292-2、EN1050等。

??2) B類標準：安全類組標準。標準分類、分組規定了安全性設計的具體要求，分為B1和B2兩類。B1類主要是特殊成套裝置的安全性標準，如EN60204-1"設備的安全，電氣配套裝置"等；B2類主要是安全操作裝置及設計方面的具體要求，如EN547"雙手操作的電路"，EN418"緊急分斷裝置"等。

??3) C類標準：安全產品標準。它針對特殊產品的安全性標準，如prEN616~620“手動操作裝置與系統”的安全性；prEN692"機械式壓力機"的安全性；prEN693"液壓式壓力機"的安全性等。

??"設備法令"強調"設備設計人員的職責是：從一開始就應選擇合適的結構特征來避免設備的危害性，或者降低這種危害性"；"控制系統在結構設計上應做到：不允許個別故障而引起的安全功能的喪失，必須識別故障，不允許設備繼續運行”。

??(2) 安全觸點的使用。電氣控制系統中用于安全回路的“主令元件”類(如緊急分斷按鈕、超程保護開關等)觸點元件，必須滿足EN(IEC947-5-1)標準的規定。

??應特別注意標準中的"強制釋放"要求，即安全觸點"必須依靠形位配合，不能用彈簧零件"使其動作。就是說用于緊急分斷、超程保護的按鈕、開關，必須使用由操作件或手動直接作用的“動斷”觸點，而不可以使用動合觸點信號。

??采用“動斷”觸點的優點是：觸點發生“熔焊”，通過直接作用力產生的機械變位，仍然可以有效斷開"熔焊"，保證安全回路的正常動作。

??標準還規定"用于緊急分斷的操作件，必須能保持在操作(緊急分斷)的位置上；只允許使用手或者工具直接作用于緊急分斷操作電器上，才能解除操作"，也就是說，不允許使用自動"復位"的普通按鈕和限位開關。

??簡言之，用于設備緊急停止的按鈕、超程保護的開關等，只能使用"動斷"觸點；緊急停止的按鈕、超程保護的開關必須具有“自鎖”功能，即應采用具有安全功能的行程開關(如Siemens SIGUARD 3SE2/3SE3系列行程開關，見圖5-6)和旋轉復位或拉/壓復位的"急停"按鈕(見圖5-7)。

??(3) 雙手操作電器的使用。機械設備中有可能對人體產生傷害與危險的部件(如夾具等)，在電氣控制系統設計中，必須采用“雙手操作”的電器與控制電路，以確保操作人員能將自己的雙手遠離危險區域(相關標準：EN547，DIN24980，VDI0113，EN/97，IEC204-11/98)。

??“雙手操作”的電路設計應達到以下要求；只有通過“雙手”操作，使得兩個按鈕的觸點接通并保持0.5s以上，才能使得信號輸出動作；釋放任意一個(或者兩個)按鈕，即可使輸出中斷。只有在釋放了兩個按鈕后，才允許進行輸出。從而使得操作者使用“單手”或“單臂”操作不僅不允許，不可能。

??圖5-6 具有安全功能的行程開關

??圖5-7 雙手操作按鈕組合件

??“雙手操作”一般都需要特殊的控制繼電器，按鈕可以根據標準要求進行布置，或采用圖5-7所示的Siemens公司的SIGUARD3SB38系列雙手操作按鈕與“急?！卑粹o的組合產品。用于“雙手操作”控制的繼電器典型產品有Siemens公司的3TK2811/3TK2834“雙手”接觸器安全組合裝置，PLC公司的P2HZX系列“雙手操作”控制繼電器等。

??(4) 控制線路的“互鎖”。當兩個電器執行元件(如電動機正/反轉控制接觸器)動作、可能引起串源短路、機械部件損壞的，為了保證控制系統的工作可靠性，在繼電器-接觸器控制系統中，需要通過接觸器觸點進行可靠的電氣“互鎖”。

??在使用PLC控制的系統中，如果這些執行元件是通過PLC的輸出進行控制的，那么在設計時不僅要在PLC程序中保證這些執行元件不可能動作，而見還必須通過線路中的電磁執行機構(或機械連鎖架置)進行電氣(或機械)"互鎖"，保證這些執行元件不存在動作的可能性(見圖5-8)。

??圖5-8 “互鎖”設計的要求

??(5) 緊急分斷。根據EN60204-1標準規定，用于工業設備的電氣控制裝置，在出現危險情況時必須能通過緊急分斷電路，盡快地使主機停止運行，以免造成對人員或設備的傷害。

??標準規定，緊急分斷的實現方法可以有如下兩種：

??1) 通過安裝緊急分斷開關分斷。用于緊急分斷的開關可以是手動的，也可以是通過控制回路的分斷進行遠距離控制。

??2) 經過控制電路的設計，使得緊急分斷可以通過唯一的主令開關，就能分斷全部有關的主電路。作為緊急分斷的操作部件，有如下要求：

??●用于緊急分斷的操作元件必須能夠保持在“緊急分斷”的位置，且只能通過手動或工具(例如通過旋轉復位、拉拔復位、使用鑰匙等)直接作用于操作元件才能進行解除。

??●緊急分斷操作元件的動合、動斷觸點必須滿足"強制執行"條件，即動合、動斷觸點不允許有"重疊接觸”的現象。

??●緊急分斷操作元件的"動斷"觸點至少已經獲得最小的斷開間隙(完全斷開)，且可能的"動合"觸點都已經處于閉合狀態，連鎖才能生效。