安全继电器综合知识分享

安全继电器是由数个继电器与电路组合而成，主要应用于安全控制回路中，连接安全传感元件(如急停按钮、安全门、双手按钮、安全光幕等)和机械设备的运动控制器(如安全PLC、接触器等)。安全继电器为的是要能互补彼此的异常缺陷，达到正确且低误动作的继电器完整功能，使其失误和失效值愈低，安全因素则愈高，因此需设计出多种安全继电器以保护不同等级机械，主要目标在保护暴露於不同等级之危险性的机械操作人员。

                               
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安全继电器 yunrun.com.cn/product/2608.html
1、什么是安全继电器？
安全继电器是由多个继电器与逻辑电路组合而成的一种模块，是一种电路组成单元，其目的是要互补彼此在故障状态下的缺陷，从而达到正确且低误动作的功能，降低其失误和失效值，提高安全因素。完整点说，应该叫成安全继电器模块。目前国内对于安全继电器的叫法还不是很统一，有的直接叫做安全控制器，有的还简单称之为继电器。

由于不同的机械设备、不同的工艺环节有不同的安全风险，及不同的危险等级。因此在产品设计时，设计了多种安全继电器以保护不同等级机械设备，主要目的在于保护暴露在不同等级之危险性的机械操作人员。

2、安全继电器与一般继电器有何区别？
①外形更大：安全继电器和普通继电器外形尺寸不一样，安全继电器更大些。
②模块而不是元件：安全继电器是一种模块，而不是像普通继电器那样的电子元件。
③红黄色：安全继电器有专有的颜色，一般为黄色，或红色，或者以这这两种颜色为主色调(就像昌晖仪表在防爆安全设计时、危险侧、本安端通常以蓝色标识一样)。当然这些还只是是表面现象。
④【核心】更安全：因设计原理的差异：普通继电器不能达到高的诊断覆盖率(DC)，只能应用于较低的安全等级机械行业如Cat.B/1，过程控制行业SIL1，可以认为普通继电器是不够安全的。而安继通过对继电器的要求及逻辑电路的辅助设计，其诊断覆盖率较高，甚至有些可以达到99.9%. 而且在一些安全要求高的场合，也有规定必须使用经过认证的安全继电器才能满足安全要求！
⑤强制导向结构：“安全继电器”并不是“没有故障的继电器”，而是发生故障时做出有规则的动作。安全继电器具有强制导向触点结构(或者其他的保护方式)，万一发生触点融焊现象时也能确保安全，这一点同一般继电器完全不同。
⑥从继电器的角度可以看出安全继电器和普通继电器的区别:

                               
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a、普通继电器：触点发生熔结，会使得两付触点(NO/NC)同时出现ON现象。
b、强制导向继电器：安全继电器最为核心的元件为强制导向继电器，在内部强制导向杆的作用下，即使触点发生熔结，也不会使得两付触点(NO/NC)同时出现ON现象。
简单说：安全继电器更安全可靠，适用于工业安全场合。

3、机械安全认证遵循的标准主要是哪几个？
IEC 61508 / ISO 13849/ IEC 62061 。

4、如何选用安全继电器？
根据安全回路输入设备的不同，安全继电器通过输入设备、输出通道数、后端驱动能力要求、安全等级和功能要求这五方面来选型。机械安全回路的输入设备通常为安全传感器，主要有急停按钮、安全门、安全光幕、安全垫、联锁装置、双手按钮、激光扫描器等。

5、是否有国家标准强制要求SIS系统必须使用安全继电器？
根据功能安全在国内技术发展的现况，及现行过程控制行业有关功能安全的标准，目前还没有强制标准。在机械安全方面倒是有些强制标准。

部分关于安全相关系统设计的原则和规范，如《石油化工安全仪表系统设计规范》中指出：
①安全仪表系统的逻辑运算器可由继电器系统或可编程电子系统构成，也可由其混合构成。
②2级、3级安全仪表系统，宜采用冗余或容错的逻辑运算器。
③过程接口包括输入输出卡、顺序事件输入卡、配电器、安全栅、开关、继电器等关联设备。
④而安全完整性等级，是对整个安全回路的整体评估，显而易见，即使是回路环节上的关联设备，如继电器，也同样需要Fail-safe的设计要求。同时，在一些设计院专家分享的报告中，介绍的SIS设计原则中，也提出【SIS的逻辑控制器】应获得国家权威认证机构的功能安全。

应用在上述安全相关系统的安全回路中的继电器，不管其是应用在继电器系统还是回路中的过程接口中的关联设备，从设计的可靠性及安全保障而言，有自诊断功能、诊断覆盖率高、失效概率低、有权威认证的安全继电器不失为较佳选择了。

6、SIS系统是否可以使用普通继电器？
普通继电器的诊断覆盖率比较低，没有进行Fail-Safe相关的设计，没有自诊断功能，所以在一些安全系统，要求级别比较低的场合，如SIL1可能会有使用，但在SIL2及以上的级别，则通常是采用诊断覆盖率高且有自诊断功能的安全继电器。

7、安全继电器有哪些常见的故障及处理方法？
安全继电器在使用中断开了电路，此时是安全继电器坏了，还是安全继电器检测到了不安全的因素，断开电路了，需准确做出判断。
①如果是回路出现了安全隐患，排除隐患后，重启安全继电器，恢复电路即可。如：SIS系统脉冲检测导致安全继电器频繁断开，启动，调整SIS系统脉冲检测低电平的持续时间，使得该时间不会被安继识别。
②如果是安全继电器故障了，则通常有如下处理：
a、安全继电器输出触点一般有触点熔丝保护，在使用过程中，可能因为短路或者过电流使得保险丝熔断，安继不能启动现场设备。措施：更换保险丝。
b、安全继电器控制电路因为过电压导致安继内部元件损坏。措施：更换安全继电器，联系厂家，进行维修或替换。

8、机械设备上用安全继电器有必要吗?
国内的设备对安全要求的强制性标准不高，或者没有进行相应的标准认证，如欧盟的CE。安全继电器是用于设备有人身伤害的危险或财产损失的风险时用的。它不进PLC，而采用硬件的方法，来断开电源，使设备处于完全停机的状态；并且安全继电器本身，也有好几个触点来确保它在故障时能有效断开。如果你的设备想要进入其它国家，就最少要有CE认证，那就会有这方面的问题了。所以在一些需求出口尤其是欧盟、日本的设备中，通常会配有安全继电器。

当然随着国内对安全越来越重视，一些技术标准及实施也逐步的将与世界接轨。在安全相关标准化工作的十三五规划中，均提及机械安全相关标准的更新升级及加强执行，涉及安全回路设计的要求也将越来越严格。这个时候，做为有前瞻性的设备制造商而言，安全继电器的使用，是否有必要呢，还需多说吗？

9、什么是安全继电器的自动启动？
自动启动，只要满足开启条件(传感器和反馈电路闭合)，则装置将自动开启启动回路。

10、安全继电器|什么是受监控的启动？
启动前，需满足开启条件(传感器和反馈电路闭合)。另外，装置需要使用ON按钮作为启动信号，安全继电器通过检查ON信号下降沿(脉冲)启动设备。

11、安全继电器的控制回路需安装多大的电容？
普通继电器的线圈并联电容是为了防止继电器线圈两端产生高电压，击穿继电器的触点，产生电弧，但因为加入电容，会使得继电器的动作延时增大，因此现在绝大部分的继电器应用是采用续流二极管的方式，消除电弧。安全继电器是一个电子模块，内部采用续流二极管消除电弧。在实际使用中，无需安装电容。

12、安全继电器有没有使用周期/年限？是否需要定期更换？
SIS系统在刚投入使用时，安全等级较高。但随着时间的推移，安全失效的可能性，安全相关的参数值可能会慢慢变大。使用时间长了，若不做检测，安全等级就会下降，SIL3-2-1。而且安全继电器的关键器件是其中选用的继电器的性能，而继电器是有其机械寿命的。故需定期对系统的做故障诊断。在安全相关系统的全生命周期中，也指出要有维护管理计划。而做PROOF TEST时，就是检测安全系统里，到底有没有发生安全故障。若没有故障，其安全等级还是在原来范围之内。若发现故障则需进行相应的处理包括更换。所以，建议是5年检查测试，或者更短些，这通常在产品的《安全手册》上会给出相关信息。具体的，可以结合安全系统的特点、整体维护管理计划，及相关回路、部件一起确定维护检测计划和方案。
注：上述是对过程控制行业的应用建议。对于机械行业的应用，机械设备经常是处于人机协作的状况，更加面临对人身安全的影响，故测试要求相对比较频繁，在《安全手册》上提出至少每月一次的测试要求。

13、安全继电器触点如何诊断？
安全继电器触点可通过人工和系统检测。有些安全继电器，提供了常闭触点。将安继的输入电源，即A1的电源去除，在失电的情况下，安继的常开点就会分断，常闭点闭合。由于安全继电器的机械联锁，常开常闭触点不会同时接通。若通过系统检测到常闭点已经连通，可以充分认为安继的常开点可分断，安继完好无损。

14、为什么要重视安全继电器的上电启动电流？
上电启动电流是指：工业电子仪表在上电的一瞬间，会出现远远大于正常工作电流的现象。上电启动电流的性能的指标有两个：最大上电电流和持续时间。

工业电子仪表内部有电容或者感应电容，在上电瞬间，需要对电容进行充电，电容表现瞬间短路现象，使得启动电流瞬间变大。因此，工程师在设计工业电子仪表时，必须尽量降低启动电流，以减少对系统的不利影响。但是由于工业电子仪表的型式实验往往是针对一台仪表而进行的，或者实验电源比较理想，该危害往往会被忽略，以至于在现场，多台仪表一起使用会出现系统不可靠工作的情形。

在工业现场,启动电流过大的危害在于，工业现场往往是多台仪表共用一套电源，若启动电流过大，在上电瞬间可能会导致电流峰值超过电源的规定值，使得电源的负载能力下降，工业电子仪表得电不完全，整个系统不能可靠工作。

因此，工业电子仪表必须尽量降低启动电流，以减少对系统的不利影响。在安全仪表系统(SIS系统)，上电启动电流这一指标显的尤为重要。

安全仪表系统任何回路都自带诊断，如现场仪表供电回路有短路诊断和超载诊断，会通过检测现场仪表供电回路的电流来判定回路是否短路，或者超载。若诊断出该电流大于内部设定值，则向系统发出故障信号，进入故障状态，断开供电回路，保证整个系统安全。若上电启动电流过大，将可能导致系统无法正常工作。
原文：yunrun.com.cn/news/1387.html

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