安全继电器是一种在安全标准体系下,取得相应安全认证的专用继电器。在石油化工行业中,即为符合IEC 61508(GB/T20438)标准,取得国内/国际权威机构安全完整性等级认证的继电器。其主要应用于安全仪表系统中,连接安全仪表回路各部分(测量仪表、逻辑控制器、最终元件)。尤其是当安全仪表系统输入/输出信号(开关量)线路中可能存在来自外部的危险干扰信号时,应采用安全继电器进行隔离。当测量仪表检测到工艺或设备出现危险信号,由逻辑控制器或操作人员发出紧急停车命令后,通过安全继电器将信号传递给相关最终执行元件,执行安全联锁保护动作,使设备进入安全状态,保护人员和设备的安全。
安全继电器种类及其原理
按照行业及标准体系划分,安全继电器通常划分为机械制造行业用安全继电器(符合标准EN ISO 13849,性能等级PL:a~e、EN 954-1,安全等级Cat:B、1~4)及流程工业用安全继电器(符合标准IEC 61508、IEC 62061,安全完整性等级SIL: 1~4)。无论应用于哪个行业,基于哪种标准取得安全认证的安全继电器的基本原理如图所示。
A1/A2为电源加载端,S11/S12、 S21/S22为两组输入通道,S33/S34为复位端,13/14、23/24常开触点NO作为逻辑输出,31/32 常闭触点NC为辅助触点。
较之于普通继电器,安全继电器的“安全”二字通常体现在以下方面:
1、安全继电器的冗余配置
图中所示,安全继电器内部相当于集成了两个继电器,以保证可靠性,满足相应的安全完整性等级。
2、安全继电器具备机械联动触点
安全继电器采用多极触点机械联动设计,保证常开安全输出触点和辅助常闭触点不可能同时闭合,如图所示。
由于安全继电器的触点被机械性地连在一起,如果常开的安全触点NO粘连,辅助常闭触点NC将打开;类似的情况,如果辅助常闭触点NC粘连,常开安全触点NO将不能闭合。
3、安全继电器的自诊断功能
根据安全 仪表系统故障安全的设计原则,安全继电器通常采用常开触点NO作为信号输出触点。基于机械联动触点设计,辅助常闭触点NC通常作为常开触点NO是否粘连的监视用途,即安全继电器具备自诊断功能。
4、安全认证
石油化工行业中,安全继电器作为安全仪表系统的一个部件实现安全仪表功能,其相关参数均通过权威机构测试认证并出具证明文件。
安全继电器使用注意事项
①常开安全触点NO作为信号输出触点,应用时应注意整个回路的构建及动作逻辑的匹配。
②继电器故障大多发生在触点上,应根据负载情况确定触点容量。
③在安全仪表系统中,为了实现满足要求安全完整性等级(SIL)的安全仪表功能,安全继电器仅仅是作为连接仪表、逻辑控制器、最终元件之间的器件,其符合性判断仍须放到安全仪表回路中。
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