昌暉儀表制造有限公司技術(shù)部今日完成對公司技術(shù)人員和銷售人員關(guān)于安全繼電器專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)工作，達(dá)到提升大家的安全繼電器使用和選型技能的預(yù)期目的。

昌暉儀表小編整理了部分安全繼電器專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)課件內(nèi)容供大家參考：
安全繼電器是由數(shù)個(gè)繼電器與電路組合而成，主要應(yīng)用于安全控制回路中，連接安全傳感元件(如急停按鈕、安全門、雙手按鈕、安全光幕等)和機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制器(如安全PLC、接觸器等)。安全繼電器為的是要能互補(bǔ)彼此的異常缺陷，達(dá)到正確且低誤動(dòng)作的繼電器完整功能，使其失誤和失效值愈低，安全因素則愈高，因此需設(shè)計(jì)出多種安全繼電器以保護(hù)不同等級(jí)機(jī)械，主要目標(biāo)在保護(hù)暴露於不同等級(jí)之危險(xiǎn)性的機(jī)械操作人員。
 
1、什么是安全繼電器？
安全繼電器是由多個(gè)繼電器與邏輯電路組合而成的一種模塊，是一種電路組成單元，其目的是要互補(bǔ)彼此在故障狀態(tài)下的缺陷，從而達(dá)到正確且低誤動(dòng)作的功能，降低其失誤和失效值，提高安全因素。完整點(diǎn)說，應(yīng)該叫成安全繼電器模塊。目前國內(nèi)對于安全繼電器的叫法還不是很統(tǒng)一，有的直接叫做安全控制器，有的還簡單稱之為繼電器。

由于不同的機(jī)械設(shè)備、不同的工藝環(huán)節(jié)有不同的安全風(fēng)險(xiǎn)，及不同的危險(xiǎn)等級(jí)。因此在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)了多種安全繼電器以保護(hù)不同等級(jí)機(jī)械設(shè)備，主要目的在于保護(hù)暴露在不同等級(jí)之危險(xiǎn)性的機(jī)械操作人員。

2、安全繼電器與一般繼電器有何區(qū)別？
①外形更大：安全繼電器和普通繼電器外形尺寸不一樣，安全繼電器更大些。
②模塊而不是元件：安全繼電器是一種模塊，而不是像普通繼電器那樣的電子元件。
③紅黃色：安全繼電器有專有的顏色，一般為黃色，或紅色，或者以這這兩種顏色為主色調(diào)(就像昌暉儀表在防爆安全設(shè)計(jì)時(shí)、危險(xiǎn)側(cè)、本安端通常以藍(lán)色標(biāo)識(shí)一樣)。當(dāng)然這些還只是是表面現(xiàn)象。
④【核心】更安全：因設(shè)計(jì)原理的差異：普通繼電器不能達(dá)到高的診斷覆蓋率(DC)，只能應(yīng)用于較低的安全等級(jí)機(jī)械行業(yè)如Cat.B/1，過程控制行業(yè)SIL1，可以認(rèn)為普通繼電器是不夠安全的。而安繼通過對繼電器的要求及邏輯電路的輔助設(shè)計(jì)，其診斷覆蓋率較高，甚至有些可以達(dá)到99.9%. 而且在一些安全要求高的場合，也有規(guī)定必須使用經(jīng)過認(rèn)證的安全繼電器才能滿足安全要求！
⑤強(qiáng)制導(dǎo)向結(jié)構(gòu)：“安全繼電器”并不是“沒有故障的繼電器”，而是發(fā)生故障時(shí)做出有規(guī)則的動(dòng)作。安全繼電器具有強(qiáng)制導(dǎo)向觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)(或者其他的保護(hù)方式)，萬一發(fā)生觸點(diǎn)融焊現(xiàn)象時(shí)也能確保安全，這一點(diǎn)同一般繼電器完全不同。
⑥從繼電器的角度可以看出安全繼電器和普通繼電器的區(qū)別:

a、普通繼電器：觸點(diǎn)發(fā)生熔結(jié)，會(huì)使得兩付觸點(diǎn)(NO/NC)同時(shí)出現(xiàn)ON現(xiàn)象。
b、強(qiáng)制導(dǎo)向繼電器：安全繼電器最為核心的元件為強(qiáng)制導(dǎo)向繼電器，在內(nèi)部強(qiáng)制導(dǎo)向桿的作用下，即使觸點(diǎn)發(fā)生熔結(jié)，也不會(huì)使得兩付觸點(diǎn)(NO/NC)同時(shí)出現(xiàn)ON現(xiàn)象。
簡單說：安全繼電器更安全可靠，適用于工業(yè)安全場合。

3、機(jī)械安全認(rèn)證遵循的標(biāo)準(zhǔn)主要是哪幾個(gè)？
IEC 61508 / ISO 13849/ IEC 62061 。

4、如何選用安全繼電器？
根據(jù)安全回路輸入設(shè)備的不同，安全繼電器通過輸入設(shè)備、輸出通道數(shù)、后端驅(qū)動(dòng)能力要求、安全等級(jí)和功能要求這五方面來選型。機(jī)械安全回路的輸入設(shè)備通常為安全傳感器，主要有急停按鈕、安全門、安全光幕、安全墊、聯(lián)鎖裝置、雙手按鈕、激光掃描器等。

5、是否有國家標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制要求SIS系統(tǒng)必須使用安全繼電器？
根據(jù)功能安全在國內(nèi)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)況，及現(xiàn)行過程控制行業(yè)有關(guān)功能安全的標(biāo)準(zhǔn)，目前還沒有強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。在機(jī)械安全方面倒是有些強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。

部分關(guān)于安全相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和規(guī)范，如《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中指出：
①安全儀表系統(tǒng)的邏輯運(yùn)算器可由繼電器系統(tǒng)或可編程電子系統(tǒng)構(gòu)成，也可由其混合構(gòu)成。
②2級(jí)、3級(jí)安全儀表系統(tǒng)，宜采用冗余或容錯(cuò)的邏輯運(yùn)算器。
③過程接口包括輸入輸出卡、順序事件輸入卡、配電器、安全柵、開關(guān)、繼電器等關(guān)聯(lián)設(shè)備。
④而安全完整性等級(jí)，是對整個(gè)安全回路的整體評(píng)估，顯而易見，即使是回路環(huán)節(jié)上的關(guān)聯(lián)設(shè)備，如繼電器，也同樣需要Fail-safe的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，在一些設(shè)計(jì)院專家分享的報(bào)告中，介紹的SIS設(shè)計(jì)原則中，也提出【SIS的邏輯控制器】應(yīng)獲得國家權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)的功能安全。

應(yīng)用在上述安全相關(guān)系統(tǒng)的安全回路中的繼電器，不管其是應(yīng)用在繼電器系統(tǒng)還是回路中的過程接口中的關(guān)聯(lián)設(shè)備，從設(shè)計(jì)的可靠性及安全保障而言，有自診斷功能、診斷覆蓋率高、失效概率低、有權(quán)威認(rèn)證的安全繼電器不失為較佳選擇了。

6、SIS系統(tǒng)是否可以使用普通繼電器？
普通繼電器的診斷覆蓋率比較低，沒有進(jìn)行Fail-Safe相關(guān)的設(shè)計(jì)，沒有自診斷功能，所以在一些安全系統(tǒng)，要求級(jí)別比較低的場合，如SIL1可能會(huì)有使用，但在SIL2及以上的級(jí)別，則通常是采用診斷覆蓋率高且有自診斷功能的安全繼電器。

7、安全繼電器有哪些常見的故障及處理方法？
安全繼電器在使用中斷開了電路，此時(shí)是安全繼電器壞了，還是安全繼電器檢測到了不安全的因素，斷開電路了，需準(zhǔn)確做出判斷。
①如果是回路出現(xiàn)了安全隱患，排除隱患后，重啟安全繼電器，恢復(fù)電路即可。如：SIS系統(tǒng)脈沖檢測導(dǎo)致安全繼電器頻繁斷開，啟動(dòng)，調(diào)整SIS系統(tǒng)脈沖檢測低電平的持續(xù)時(shí)間，使得該時(shí)間不會(huì)被安繼識(shí)別。
②如果是安全繼電器故障了，則通常有如下處理：
a、安全繼電器輸出觸點(diǎn)一般有觸點(diǎn)熔絲保護(hù)，在使用過程中，可能因?yàn)槎搪坊蛘哌^電流使得保險(xiǎn)絲熔斷，安繼不能啟動(dòng)現(xiàn)場設(shè)備。措施：更換保險(xiǎn)絲。
b、安全繼電器控制電路因?yàn)檫^電壓導(dǎo)致安繼內(nèi)部元件損壞。措施：更換安全繼電器，聯(lián)系廠家，進(jìn)行維修或替換。

8、機(jī)械設(shè)備上用安全繼電器有必要嗎?
國內(nèi)的設(shè)備對安全要求的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)不高，或者沒有進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，如歐盟的CE。安全繼電器是用于設(shè)備有人身傷害的危險(xiǎn)或財(cái)產(chǎn)損失的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)用的。它不進(jìn)PLC，而采用硬件的方法，來斷開電源，使設(shè)備處于完全停機(jī)的狀態(tài)；并且安全繼電器本身，也有好幾個(gè)觸點(diǎn)來確保它在故障時(shí)能有效斷開。如果你的設(shè)備想要進(jìn)入其它國家，就最少要有CE認(rèn)證，那就會(huì)有這方面的問題了。所以在一些需求出口尤其是歐盟、日本的設(shè)備中，通常會(huì)配有安全繼電器。

當(dāng)然隨著國內(nèi)對安全越來越重視，一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)施也逐步的將與世界接軌。在安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作的十三五規(guī)劃中，均提及機(jī)械安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的更新升級(jí)及加強(qiáng)執(zhí)行，涉及安全回路設(shè)計(jì)的要求也將越來越嚴(yán)格。這個(gè)時(shí)候，做為有前瞻性的設(shè)備制造商而言，安全繼電器的使用，是否有必要呢，還需多說嗎？

9、什么是安全繼電器的自動(dòng)啟動(dòng)？
自動(dòng)啟動(dòng)，只要滿足開啟條件(傳感器和反饋電路閉合)，則裝置將自動(dòng)開啟啟動(dòng)回路。

10、安全繼電器|什么是受監(jiān)控的啟動(dòng)？
啟動(dòng)前，需滿足開啟條件(傳感器和反饋電路閉合)。另外，裝置需要使用ON按鈕作為啟動(dòng)信號(hào)，安全繼電器通過檢查ON信號(hào)下降沿(脈沖)啟動(dòng)設(shè)備。

11、安全繼電器的控制回路需安裝多大的電容？
普通繼電器的線圈并聯(lián)電容是為了防止繼電器線圈兩端產(chǎn)生高電壓，擊穿繼電器的觸點(diǎn)，產(chǎn)生電弧，但因?yàn)榧尤腚娙荩瑫?huì)使得繼電器的動(dòng)作延時(shí)增大，因此現(xiàn)在絕大部分的繼電器應(yīng)用是采用續(xù)流二極管的方式，消除電弧。安全繼電器是一個(gè)電子模塊，內(nèi)部采用續(xù)流二極管消除電弧。在實(shí)際使用中，無需安裝電容。

12、安全繼電器有沒有使用周期/年限？是否需要定期更換？
SIS系統(tǒng)在剛投入使用時(shí)，安全等級(jí)較高。但隨著時(shí)間的推移，安全失效的可能性，安全相關(guān)的參數(shù)值可能會(huì)慢慢變大。使用時(shí)間長了，若不做檢測，安全等級(jí)就會(huì)下降，SIL3-2-1。而且安全繼電器的關(guān)鍵器件是其中選用的繼電器的性能，而繼電器是有其機(jī)械壽命的。故需定期對系統(tǒng)的做故障診斷。在安全相關(guān)系統(tǒng)的全生命周期中，也指出要有維護(hù)管理計(jì)劃。而做PROOF TEST時(shí)，就是檢測安全系統(tǒng)里，到底有沒有發(fā)生安全故障。若沒有故障，其安全等級(jí)還是在原來范圍之內(nèi)。若發(fā)現(xiàn)故障則需進(jìn)行相應(yīng)的處理包括更換。所以，建議是5年檢查測試，或者更短些，這通常在產(chǎn)品的《安全手冊》上會(huì)給出相關(guān)信息。具體的，可以結(jié)合安全系統(tǒng)的特點(diǎn)、整體維護(hù)管理計(jì)劃，及相關(guān)回路、部件一起確定維護(hù)檢測計(jì)劃和方案。
注：上述是對過程控制行業(yè)的應(yīng)用建議。對于機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用，機(jī)械設(shè)備經(jīng)常是處于人機(jī)協(xié)作的狀況，更加面臨對人身安全的影響，故測試要求相對比較頻繁，在《安全手冊》上提出至少每月一次的測試要求。

13、安全繼電器觸點(diǎn)如何診斷？
安全繼電器觸點(diǎn)可通過人工和系統(tǒng)檢測。有些安全繼電器，提供了常閉觸點(diǎn)。將安繼的輸入電源，即A1的電源去除，在失電的情況下，安繼的常開點(diǎn)就會(huì)分?jǐn)啵ｉ]點(diǎn)閉合。由于安全繼電器的機(jī)械聯(lián)鎖，常開常閉觸點(diǎn)不會(huì)同時(shí)接通。若通過系統(tǒng)檢測到常閉點(diǎn)已經(jīng)連通，可以充分認(rèn)為安繼的常開點(diǎn)可分?jǐn)啵怖^完好無損。

14、為什么要重視安全繼電器的上電啟動(dòng)電流？
上電啟動(dòng)電流是指：工業(yè)電子儀表在上電的一瞬間，會(huì)出現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常工作電流的現(xiàn)象。上電啟動(dòng)電流的性能的指標(biāo)有兩個(gè)：最大上電電流和持續(xù)時(shí)間。

工業(yè)電子儀表內(nèi)部有電容或者感應(yīng)電容，在上電瞬間，需要對電容進(jìn)行充電，電容表現(xiàn)瞬間短路現(xiàn)象，使得啟動(dòng)電流瞬間變大。因此，工程師在設(shè)計(jì)工業(yè)電子儀表時(shí)，必須盡量降低啟動(dòng)電流，以減少對系統(tǒng)的不利影響。但是由于工業(yè)電子儀表的型式實(shí)驗(yàn)往往是針對一臺(tái)儀表而進(jìn)行的，或者實(shí)驗(yàn)電源比較理想，該危害往往會(huì)被忽略，以至于在現(xiàn)場，多臺(tái)儀表一起使用會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)不可靠工作的情形。

在工業(yè)現(xiàn)場,啟動(dòng)電流過大的危害在于，工業(yè)現(xiàn)場往往是多臺(tái)儀表共用一套電源，若啟動(dòng)電流過大，在上電瞬間可能會(huì)導(dǎo)致電流峰值超過電源的規(guī)定值，使得電源的負(fù)載能力下降，工業(yè)電子儀表得電不完全，整個(gè)系統(tǒng)不能可靠工作。

因此，工業(yè)電子儀表必須盡量降低啟動(dòng)電流，以減少對系統(tǒng)的不利影響。在安全儀表系統(tǒng)(SIS系統(tǒng))，上電啟動(dòng)電流這一指標(biāo)顯的尤為重要。

安全儀表系統(tǒng)任何回路都自帶診斷，如現(xiàn)場儀表供電回路有短路診斷和超載診斷，會(huì)通過檢測現(xiàn)場儀表供電回路的電流來判定回路是否短路，或者超載。若診斷出該電流大于內(nèi)部設(shè)定值，則向系統(tǒng)發(fā)出故障信號(hào)，進(jìn)入故障狀態(tài)，斷開供電回路，保證整個(gè)系統(tǒng)安全。若上電啟動(dòng)電流過大，將可能導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。