《電氣控制與S7-1500-PLC應(yīng)用技術(shù)》5朱明zhubob

電氣控制與S7-1500

PLC應(yīng)用技術(shù)5.工業(yè)安全系統(tǒng)

主講：朱明高級工程師、高級技師、國家經(jīng)濟(jì)師高級國家職業(yè)技能鑒定考評員高級技能專業(yè)教師

知足常樂，歷經(jīng):兵農(nóng)醫(yī)工商學(xué)。歷經(jīng)：兵團(tuán)開車，赤腳醫(yī)生、教師、地方修車，企業(yè)管理：技術(shù)、運(yùn)營、物流、安全、保衛(wèi)，職任：客運(yùn)站長、公司經(jīng)理，集團(tuán)技術(shù)總監(jiān)，總經(jīng)理及法人代表。學(xué)歷：本科、MBA，專業(yè)：汽車維修與使用、企業(yè)管理、經(jīng)濟(jì)管理。職業(yè)資格與職稱：高級工程師、高級技師、國家經(jīng)濟(jì)師、高級技能專業(yè)教師、高級國家職業(yè)資格考評員。管理科學(xué)研究院特約講師、

管理顧問有限公司高級講師?？妥谓蹋捍髮W(xué)、技師學(xué)院、國家職業(yè)資格培訓(xùn)與考評及企業(yè)內(nèi)部職業(yè)培訓(xùn)。朱明--百度個人主頁

朱明工作室工業(yè)安全系統(tǒng)電氣控制與S7-1500

PLC應(yīng)用技術(shù)主要內(nèi)容安全控制系統(tǒng)概述安全控制系統(tǒng)所需安全等級評估——IEC62061安全控制系統(tǒng)所需安全等級評估——ISO13849-1安全控制系統(tǒng)的一般組成安全控制系統(tǒng)采用的典型技術(shù)安全控制系統(tǒng)案例——SIL3或PLe的緊急停機(jī)工業(yè)中的各種設(shè)備，都應(yīng)該從設(shè)計的角度考慮其生產(chǎn)和使用中的安全問題。風(fēng)險評估和風(fēng)險減小是國際通用的一套安全設(shè)計方法論，其流程為：①

風(fēng)險評估：系統(tǒng)性地識別其在生命周期的所有階段合理預(yù)見的危險，并對每種危險評價兩個要素——傷害嚴(yán)重程度和傷害發(fā)生概率。②

風(fēng)險減?。和ㄟ^采取保護(hù)措施消除或充分減小風(fēng)險，該過程可能要重復(fù)進(jìn)行，以使剩余風(fēng)險達(dá)到可接受的水平。③

確認(rèn)：編寫并保留所有的風(fēng)險評價書面記錄。以便日后第三方對風(fēng)險評價過程進(jìn)行審查。5.1

安全控制系統(tǒng)概述風(fēng)險減小迭代三步法安全控制系統(tǒng)的設(shè)計與投用是為風(fēng)險減小而采取的技術(shù)措施?；究刂葡到y(tǒng)用來保持設(shè)備在各種外部條件下，能夠在正常的限定范圍內(nèi)運(yùn)行。安全控制系統(tǒng)是確保設(shè)備在出現(xiàn)故障時，仍處于安全狀態(tài)的系統(tǒng)。安全控制系統(tǒng)在開車、停車、出現(xiàn)工藝擾動以及正常維護(hù)操作期間對生產(chǎn)裝置提供安全保護(hù)。一旦當(dāng)生產(chǎn)裝置本身出現(xiàn)危險，或由于人為原因而導(dǎo)致危險時，系統(tǒng)立即做出反應(yīng)并輸出正確信號，使裝置安全停車。不同傷害嚴(yán)重程度和傷害發(fā)生概率所需的安全等級不同。帶有安全控制系統(tǒng)的系統(tǒng)中，安全與基本控制系統(tǒng)共同控制著控制對象。出現(xiàn)危險時，安全控制系統(tǒng)在確保不失效的情況下，可靠而安全地切斷安全控制回路。5.1

安全控制系統(tǒng)概述IEC62061中稱為安全完整性等級SIL（SIL1~SIL3，流程工業(yè)中最大為SIL4）5.2

安全控制系統(tǒng)所需安全等級評估——IEC62061ISO13849-1中稱為（安全）性能等級PL（PLa~PLe）5.3

安全控制系統(tǒng)所需安全等級評估——ISO13849-1安全控制系統(tǒng)一般包括三個子系統(tǒng)：檢測裝置、安全控制模塊和安全執(zhí)行裝置。①

檢測裝置（安全傳感器）：包括急停按鈕、安全門鎖、安全光柵、安全光幕、激光掃描器、拉繩開關(guān)、腳踏開關(guān)、安全地毯、雙手按鈕等；②

安全控制模塊：安全繼電器或安全PLC等；③

安全執(zhí)行裝置：主要作用是隔離危險，通常需要帶有反饋回路，用于安全控制模塊對執(zhí)行裝置的實際動作進(jìn)行監(jiān)控。5.4

安全控制系統(tǒng)的一般組成（1）采用強(qiáng)制斷開結(jié)構(gòu)的觸點為了防止觸點熔接/熔焊而使設(shè)備出現(xiàn)危險狀態(tài)，安全控制系統(tǒng)的檢測裝置一般采用強(qiáng)制斷開觸點結(jié)構(gòu)，如急停按鈕、行程開關(guān)、繼電器等。5.5

安全控制系統(tǒng)采用的典型技術(shù)（2）部分或整體采用冗余技術(shù)冗余指對于同一功能，重復(fù)配置多個部件，當(dāng)一個部件發(fā)生故障，冗余配置的部件隨即介入，并承擔(dān)故障部件的工作。對于SIL3或PL

e的應(yīng)用，均需要系統(tǒng)冗余配置。最簡單的冗余方式為雙通道冗余，對于冗余系統(tǒng)配置，用于檢測和執(zhí)行的子系統(tǒng)必須是雙通道冗余。滿足SIL3或PL

e的安全保護(hù)產(chǎn)品，其內(nèi)部邏輯和輸出回路均為冗余配置。如急停按鈕、安全光幕、安全繼電器等。5.5

安全控制系統(tǒng)采用的典型技術(shù)（3）采用相異技術(shù)采用有不同操作原理或不同類型器件的控制電路，可以減少相同原因故障和失效可能引起的危險，例如：①

在雙通道中采用常開和常閉觸點的組合，這種方式又稱為非對等連接。②

在冗余結(jié)構(gòu)中采用不同類型的器件，例如在檢測物體是否接近時，同時采用接近開關(guān)和行程開關(guān)。使用相同類型器件而產(chǎn)生的同樣原因的失效稱為共因失效，采用相異技術(shù)就是要避免發(fā)生共因失效。5.5

安全控制系統(tǒng)采用的典型技術(shù)（4）交叉電路檢測交叉電路檢測是安全繼電器的一個診斷功能，可檢測輸入通道間的短路和電路交叉。例如：若電纜套管壓扁或壓爛，就會造成電路交叉。安全繼電器會向不同的通道通入不同時鐘脈沖頻率的信號，如果檢測到時鐘信號重疊，則證明出現(xiàn)了電路交叉。5.5

安全控制系統(tǒng)采用的典型技術(shù)（5）反饋回路監(jiān)控反饋回路用于監(jiān)控安全控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器（繼電器或接觸器），監(jiān)控其是否出現(xiàn)相關(guān)安全故障。5.5

安全控制系統(tǒng)采用的典型技術(shù)（6）區(qū)分停止類別停止類別0：停止不受控制，通過立即切斷供給機(jī)器設(shè)備的電源，來實現(xiàn)停止。停止類別1（安全停止）：停止受控制，供給機(jī)器設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電源一直保持，以使機(jī)器設(shè)備逐漸停止下來。只有當(dāng)機(jī)器設(shè)備完全停止后電源才被切斷。5.5

安全控制系統(tǒng)采用的典型技術(shù)（7）區(qū)分復(fù)位方式自動復(fù)位只要滿足開啟條件，裝置無需手動確認(rèn)即可啟動。如果不會造成任何風(fēng)險，用于危險區(qū)域的安全裝置（如位置開關(guān)、光柵等）都可以使用自動復(fù)位功能。手動復(fù)位滿足開啟條件時，通過按動復(fù)位按鈕來啟動。監(jiān)控復(fù)位滿足開啟條件時，通過按動復(fù)位按鈕來啟動。與手動復(fù)位的區(qū)別是，監(jiān)控復(fù)位會在復(fù)位時監(jiān)控復(fù)位按鈕是否正確運(yùn)行。緊急停止時，必須使用監(jiān)控復(fù)位。5.5

安全控制系統(tǒng)采用的典型技術(shù)（8）使用雙手同步操作傳感器為了保護(hù)操作人員的雙手，必須使用雙手同步操作傳感器，例如雙手按鈕，兩個按