安全繼電器是一種在安全標準體系下,取得相應安全認證的專用繼電器。在石油化工行業(yè)中,即為符合IEC 61508(GB/T20438)標準,取得國內/國際權威機構安全完整性等級認證的繼電器。其主要應用于安全儀表系統(tǒng)中,連接安全儀表回路各部分(測量儀表、邏輯控制器、最終元件)。尤其是當安全儀表系統(tǒng)輸入/輸出信號(開關量)線路中可能存在來自外部的危險干擾信號時,應采用安全繼電器進行隔離。當測量儀表檢測到工藝或設備出現危險信號,由邏輯控制器或操作人員發(fā)出緊急停車命令后,通過安全繼電器將信號傳遞給相關最終執(zhí)行元件,執(zhí)行安全聯鎖保護動作,使設備進入安全狀態(tài),保護人員和設備的安全。
安全繼電器種類及其原理
按照行業(yè)及標準體系劃分,安全繼電器通常劃分為機械制造行業(yè)用安全繼電器(符合標準EN ISO 13849,性能等級PL:a~e、EN 954-1,安全等級Cat:B、1~4)及流程工業(yè)用安全繼電器(符合標準IEC 61508、IEC 62061,安全完整性等級SIL: 1~4)。無論應用于哪個行業(yè),基于哪種標準取得安全認證的安全繼電器的基本原理如圖所示。
A1/A2為電源加載端,S11/S12、 S21/S22為兩組輸入通道,S33/S34為復位端,13/14、23/24常開觸點NO作為邏輯輸出,31/32 常閉觸點NC為輔助觸點。
較之于普通繼電器,安全繼電器的“安全”二字通常體現在以下方面:
1、安全繼電器的冗余配置
圖中所示,安全繼電器內部相當于集成了兩個繼電器,以保證可靠性,滿足相應的安全完整性等級。
2、安全繼電器具備機械聯動觸點
安全繼電器采用多極觸點機械聯動設計,保證常開安全輸出觸點和輔助常閉觸點不可能同時閉合,如圖所示。
由于安全繼電器的觸點被機械性地連在一起,如果常開的安全觸點NO粘連,輔助常閉觸點NC將打開;類似的情況,如果輔助常閉觸點NC粘連,常開安全觸點NO將不能閉合。
3、安全繼電器的自診斷功能
根據安全 儀表系統(tǒng)故障安全的設計原則,安全繼電器通常采用常開觸點NO作為信號輸出觸點?;跈C械聯動觸點設計,輔助常閉觸點NC通常作為常開觸點NO是否粘連的監(jiān)視用途,即安全繼電器具備自診斷功能。
4、安全認證
石油化工行業(yè)中,安全繼電器作為安全儀表系統(tǒng)的一個部件實現安全儀表功能,其相關參數均通過權威機構測試認證并出具證明文件。
安全繼電器使用注意事項
①常開安全觸點NO作為信號輸出觸點,應用時應注意整個回路的構建及動作邏輯的匹配。
②繼電器故障大多發(fā)生在觸點上,應根據負載情況確定觸點容量。
③在安全儀表系統(tǒng)中,為了實現滿足要求安全完整性等級(SIL)的安全儀表功能,安全繼電器僅僅是作為連接儀表、邏輯控制器、最終元件之間的器件,其符合性判斷仍須放到安全儀表回路中。
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