在自動(dòng)化領(lǐng)域，安全是一個(gè)有點(diǎn)神秘的話題。并不是說(shuō)對(duì)安全的渴望，或者組件本身的外觀是隱藏的……事實(shí)上，它們通常是顯而易見的，并且在法規(guī)中明確涵蓋。然而，我們很少有機(jī)會(huì)深入了解這些設(shè)備并發(fā)現(xiàn)它們與普通交換機(jī)和設(shè)備的區(qū)別。
到底是什么讓這些設(shè)備如此“安全”？
電磁閥控制的安全開關(guān)
在我們深入了解開關(guān)之前，讓我們先看一下這個(gè)特殊樣本的外部，即 IDEM 的 KLP 防護(hù)聯(lián)鎖裝置。
圖 1.IDEM防護(hù)聯(lián)鎖裝置的外部。圖片由作者提供
該安全開關(guān)在幾個(gè)方面都是獨(dú)一無(wú)二的。首先，用防篡改梅花（星形）螺釘封閉帶有接線連接器的外殼。大多數(shù)自動(dòng)化接線端子（如果有的話）可以通過(guò)按下小標(biāo)簽或按鈕輕松打開。對(duì)于安全設(shè)備，額外的防篡改設(shè)計(jì)可確保其安裝并保持牢固就位。
安裝螺栓也隱藏在該保護(hù)蓋下方。除非取下蓋子，否則無(wú)法卸載該設(shè)備。
緊急開關(guān)也被認(rèn)為是“主動(dòng)操作”，這意味著當(dāng)能量施加到內(nèi)部螺線管時(shí)，開關(guān)會(huì)打開。在正常操作下，或在開關(guān)斷電的情況下，鎖會(huì)牢固地保持在原位，直到恢復(fù)正常操作為止。
電路連接
拆下頂蓋即可看到電源和信號(hào)的接線盒。
安全開關(guān)內(nèi)有多個(gè)信號(hào) - 甚至比標(biāo)準(zhǔn)急停按鈕內(nèi)的信號(hào)還要多。其中四個(gè)端子專用于感測(cè)內(nèi)部開關(guān)的狀況，包括電磁閥的位置和鎖的實(shí)際位置。兩個(gè)端子為電磁閥提供控制電源（由另一個(gè)安全電路供電）。另外兩個(gè)終端提供鎖狀態(tài)的輔助監(jiān)視器。最后，最后兩個(gè)端子提供可選擇的輸入，要么為 LED 指示燈供電，要么監(jiān)控螺線管的位置。
圖 2.用于接線的端子塊連接器。圖片由作者提供
值得注意的是，這只是安全開關(guān)接線配置的一個(gè)示例，其他型號(hào)和制造商可能會(huì)提供一些細(xì)微的差異。然而，電源和冗余監(jiān)控電路是所有安全鎖開關(guān)的組成部分。
稍微仔細(xì)檢查安裝指南旁邊的端子塊編號(hào)，可以看到拆除現(xiàn)有電線后每個(gè)端子的布置和用途。順便說(shuō)一句，要快速回顧這些編號(hào)約定，例如 11-12、21-22 和 43-44，請(qǐng)查看我們討論繼電器編號(hào)的文章；很有趣……
圖 3.端子塊和接線圖。圖片由作者提供以及IDEM的修改摘錄 （點(diǎn)擊圖片查看大圖）
它如何感知開關(guān)位置？
至少了解交換機(jī)的用途以及如何安裝它是有好處的。但了解它的內(nèi)部實(shí)際工作原理是這些拆解文章的重點(diǎn)。
安全開關(guān)的下一層位于端子連接板下方。拆下 PCB 后，可以看到兩個(gè)限位開關(guān)，它們隱藏在外殼的每一側(cè)。當(dāng)我第一次看到這種安排時(shí)，我錯(cuò)誤地認(rèn)為這兩個(gè)交換機(jī)正在冗余地切換同一目標(biāo)。
實(shí)際上，一個(gè)限位開關(guān)通過(guò)固定在電磁閥軸上的一個(gè)小塑料支架來(lái)感測(cè)電磁閥的位置。另一個(gè)限位開關(guān)檢測(cè)彈簧門的移動(dòng)，該門僅在鎖定機(jī)構(gòu)打開時(shí)移動(dòng)。
圖 4.雙限位開關(guān)，每個(gè)開關(guān)均具有冗余觸點(diǎn)組。圖片由作者提供
在上面的圖 4 中，您可以看到兩個(gè)限位開關(guān)，為了更清楚地了解細(xì)節(jié)，刪除了其中一個(gè)。每個(gè)開關(guān)有 6 根電線：2 根紅色、2 根黑色和 2 根白色。這些電線組很容易在接線圖中說(shuō)明。每個(gè)開關(guān)上的 1 個(gè)觸點(diǎn)組串聯(lián)連接，用于觸點(diǎn)組 1 和 2（11-12 和 21-22）。每個(gè)開關(guān)上的剩余對(duì)用作鎖定機(jī)構(gòu) (43-44) 或螺線管 (當(dāng)開關(guān)處于正確位置時(shí)為 33-34) 狀態(tài)的輔助監(jiān)視器。
串聯(lián)配置中存在冗余元素。該電路不僅驗(yàn)證電磁閥是否通電，而且鎖是否做出了適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。如果任一機(jī)構(gòu)卡住或無(wú)法響應(yīng)，安全電路將不會(huì)打開。
耐用的鎖定機(jī)制
到目前為止，防護(hù)鎖開關(guān)內(nèi)部的所有內(nèi)容都是有意義的，但是最后的部分呢？實(shí)際上與門閂相互作用并形成關(guān)閉門的安全結(jié)合的部分呢？
當(dāng)從端部卸下四個(gè)螺釘后，可以旋轉(zhuǎn)它，使門鎖可以從 4 個(gè)側(cè)面中的任意一個(gè)進(jìn)入，或者端部的 4 個(gè)位置，每個(gè)位置旋轉(zhuǎn) 90 度。這樣，該開關(guān)共有 8 個(gè)可用的鎖定位置配置。
當(dāng)整個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)被拆下時(shí)，一個(gè)小的潤(rùn)滑橡膠防塵蓋可以防止污染物和濕氣進(jìn)入主外殼內(nèi)部。
圖 5.端部鎖定機(jī)構(gòu)的連接。圖片由作者提供
當(dāng)螺線管通電時(shí)，桿拉回到外殼中，從而允許閂鎖機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)。這允許門鎖打開和關(guān)閉，但僅當(dāng)螺線管通電時(shí)。
如果斷電或螺線管未通電，機(jī)械彈簧可確保螺線管保持伸出狀態(tài)，并且門鎖無(wú)法移除。
圖 6.從端子到閂鎖的完整電氣和螺線管交互。圖片由作者提供
觀察安全開關(guān)內(nèi)部
希望不用說(shuō)，如果您遇到拆卸過(guò)的安全開關(guān)，則其額定值已受到損害，不應(yīng)再次使用。就我而言，無(wú)論如何，這些都是注定要被扔掉的多余設(shè)備，但這些交換機(jī)并不是為服務(wù)而設(shè)計(jì)的。
根據(jù)手冊(cè)，任何顯示機(jī)械或電氣損壞的開關(guān)都應(yīng)立即更換。否則，人員或設(shè)備的安全可能面臨風(fēng)險(xiǎn)。
現(xiàn)在您已經(jīng)了解了這些開關(guān)的內(nèi)部，也許您對(duì)它們的工作原理以及為什么端子必須以某種方式接線以保持安全有了更好的理解和欣賞。