【关于安全电路的基础知识】本文简要介绍了自动化机械安全电路的基础知识，并就以下方面进行探讨：规定所需功能的标准、通用设置、解决故障和防止篡改的机制，以及安全电路装置中常见的元器件功能 。
安全电路的历史及其功能工业时代初期的机械设备极其危险 。 无论是工人，还是农民，由于卷入转动的机械设备而失去手指、手脚，甚至失去生命的情况，屡见不鲜 。 于是，这便促使了防护系统及其他安全设备的发展 。
互锁是指两种或多种设备功能的状态相互依赖，它是如今安全系统功能的核心 。 互锁可以防止设备伤害操作员或损坏其元器件 。 例如，在防护装置打开的情况下，互锁可以防止设备启动；如果在操作过程中打开防护装置，互锁则可使设备停机 。
许多简单的互锁系统都是纯机械式的 。 例如，在某些设备的设计中，防护装置的转轴上装有互锁凸轮 。 当防护装置打开时，凸轮与设备驱动轴上的凸轮配接，防止轴转动 。 这就表示只有在防护装置关闭时，设备才能运行 。
如今的设备大多采用电子安全电路，甚至使用微处理器控制来实现互锁安全系统 。 不管是布置防护装置的灵活性，还是安全程序的复杂性，电子安全电路都比机械式解决方案更具优势 。
典型的电子安全电路只允许设备在电路闭合时运行——这种结构称之为常闭(NC) 运行 。 此外，电路中还串联了安全元器件，从而最大限度地发挥效能、降低复杂性并缩减成本 。
设想一个典型的安全装置，当防护装置的相应部分关闭时，该装置的多个行程开关保持常闭 。 这些行程开关与安全装置串联，因此如果防护装置的任何部分未正确关闭，则整个电路断开，设备将无法运行 。 实际上，安全电路中的控制元件也需要串联连接，以确保在安全元器件出现任何连接不良或突然中断（如切断）的情况下，仍能保障安全 。
关于安全电路的串联连接，要注意一个事项：如果电路中包含超过四个安全开关或频繁开关的门或开关，则会降低设计的性能水平（PLr——将在下一篇文章中详细说明），并增加故障遮掩的风险 。 后者是指由于一个开关断开或出现某故障，导致另一个开关断开或故障无法识别的状态 。 故障遮掩最有可能发生在包含无源触点的装置中，例如继电器，除了开关连接之外没有其他电源连接 。 如果这种风险不可接受，则可能需要采用更复杂的布线和方法 。
文章插图
安全钥匙互锁常用于确保所有防护装置均处于关闭且锁定的状态，这样才能开始操作设备 。 在这类系统中，每个安全防护装置上的锁都配有钥匙，但仅当防护装置紧闭时才能拔出钥匙 。 然后可将这些钥匙用于控制单元或动力单元，以便启动设备 。 同样，设备运行时也无法拔出钥匙，只有等设备停机后才能将其从动力单元上拔出 。 此时，又可以用这些钥匙打开防护装置 。
风险评估与监管标准的要求ISO 14119 标准涵盖了用于防护的互锁装置的机械安全，概述了确保机械安全的设计和选型原则 。 有关机械设计中风险评估和降低风险的一般原则方面，它参考了其他标准 。
互锁防护装置的基本功能是在防护装置关闭之前，防止所覆盖区域内设备执行危险操作 。 因此，如果设备运行过程中，有人或物强行打开防护装置，那么防护区域内的设备应当停止运行 。 在某些情况下，可以安装防护锁定装置，以防在设备运行期间打开防护装置 。
应当注意的是，尽管设备可以在防护装置关闭时运行，但是不能用防护装置的关闭动作来触发并启动危险操作，此类操作必须使用单独的启动命令 。 不过，有一种例外，即所谓的控制防护装置——一种具有启动功能的特殊互锁防护装置，无需单独的启动命令，就能在防护装置关闭时启动危险操作 。
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