Принцип работы реле безопасности

Эксплуатация многих видов промышленного оборудования, работающего от электрической сети, связана с определенной опасностью как для оператора, так и для самой электроустановки. В случае возникновения нештатной ситуации (например, перегрузка электрической цепи) может произойти самопроизвольное включение, заклинивание рабочего органа, пробой на корпусе, что чревато получением травмы или повреждением механизмов. Такое оборудование, к которому относится практически любая современная промышленная аппаратура, в обязательном порядке оснащают системой защиты, обеспечивающей аварийное отключение от электроснабжения и, соответственно, блокировку исполнительного устройства. Основным элементом системы является реле безопасности.

Принцип работы оборудования

Основными элементами реле безопасности являются электронные блоки, разработанные на основе статистики аварийности. Принцип работы прибора состоит в том, что при возникновении неисправности включение силовых сетей становится невозможным. Запитывание силовых элементов пресса, станка, гидравлических ножниц, другого подобного оборудования происходит через несколько (2, 3 или 4) последовательно соединенных между собой контакторов. При возникновении неполадки контакторы мгновенно разрывают цепь, предотвращая аварийную ситуацию. До тех пор, пока неисправность не будет устранена, контакторы не придут в исходное положение, и подключить агрегат будет невозможно. Реле может защищать как всю систему, так и отдельные ее компоненты.

Внутренняя схема безопасности, как правило, включает в себя два реле – K1 и K2. К их контактным зажимам подключаются силовые контакторы. Схема подключения бывает одно- или двухступенчатой. В первом случае оператору, при замкнутой аварийной цепи, нужно нажать на кнопку «Пуск» (на некоторых машинах она обозначается знаком «Сброс» или «Reset»). Кнопок может быть две – нажимать можно на любую. Но внутренние реле (K1 и K2) включатся только тогда, когда линейный контактор находится в отключенном состоянии. Этим гарантируется защита от неисправности контактора (например, в случае его залипания), так как через него подается питание на силовую цепь.

Двухступенчатая схема подключения обеспечивает намного большую безопасность, поэтому ее, как правило, применяют в технологическом оборудовании повышенной опасности, например, на перерабатывающих линиях. Защита реализуется с помощью двух модулей, объединяющих разные цепи. Если в одном из модулей возникнет неполадка, питание на другое устройство не поступит, и запуск линии окажется невозможным.

Основные виды и функции

Наибольшее распространение получили электрические реле безопасности с электронными и вспомогательными цепями деблокировки. Надежность отказобезопасности обеспечивается путем дублирования ключевых компонентов силового контура. Таким образом, в случае отказа одного компонента общая безопасность системы не пострадает.

Наряду с кнопкой «Аварийная остановка» данная разновидность отключающих устройств обеспечивает безопасную работу промышленного оборудования. Наряду с основным назначением система безопасности выполняет ряд других функций, среди которых:

• наблюдение за работоспособностью датчиков;
• отслеживание простоя приводов;
• определение неисправностей внутренних цепей отключения;
• создание световой завесы (контроль границ безопасности).

Реле безопасности размещаются в компактном корпусе и устанавливаются в коммутационном шкафу. При выборе того или иного вида устройства учитывают ряд параметров, таких как:

• напряжение и сила тока, обеспечивающие работу механизмов в рабочем режиме;
• число контактов;
• число и тип зажимов (клемм).

Количество функций, выполняемых реле безопасности, зависит от мощности управляющего микропроцессора. Чем она больше, тем богаче функционал устройства.

Подключение и эксплуатация

Реле, имеющее желтую переднюю панель, укомплектовано съемными клеммами, что упрощает монтаж прибора в коммутационный шкаф. Чем длиннее провода датчиков, тем больше вариантов подключения к защищаемым электротехническим устройствам.

У модульных реле набор блоков может быть стандартным или расширенным, что позволяет не только осуществлять контроль над типовыми кнопками аварийной остановки, но и выполнять иные функции. В частности, к такой функции относится световая завеса безопасности, при помощи которой обеспечивается отключение электроустановки (станка) в случае несанкционированного (непреднамеренного) проникновения человека в опасную зону. Другой пример: реле не позволит оператору запустить оборудование с высоким риском травматизма только одной рукой.

Преимущества и недостатки

Как видим, реле безопасности, помимо своего основного назначения – предотвращение производственного травматизма и недопущение повреждения оборудования – выполняет и другие полезные функции. Среди них достаточно упомянуть выявление неполадок в питающей сети и пультов управления, контроль работы датчиков и затворов безопасности. То есть, прибор не только отключает оборудование при возникновении аварийной ситуации, но и не позволяет запустить его до устранения неисправности.

Предприятия, решившие установить у себя реле безопасности, получают возможность оградить персонал от травматизма и минимизировать риск выхода из строя дорогостоящего оборудования. К достоинствам таких приборов относятся:

• Простой монтаж и настройка, будь то моноблок или соединенные между собой модули. Это дает возможность не прерывать производственный процесс на долгое время.
• Повышенная надежность по сравнению с другими системами со сложным программным обеспечением. Выставленные настройки остаются неизменными на протяжении всего периода эксплуатации. Главное – правильно выбрать параметры и соблюдать условия использования.
• Безопасное проведение ремонтных работ: пока настройки не сброшены, случайный пуск электроустановки невозможен.
• Быстрая замена реле или отдельных модулей без необходимости прокладки новых коммуникационных линий.
• Устойчивость к экстремальным условиям работы (высоким температурам, вибрационным нагрузкам и др.), что позволяет устанавливать прибор практически в любом помещении.
• Яркое оформление и специальная маркировка (желтый цвет, предупреждающие символы и надписи), благодаря чему реле трудно спутать с другими техническими устройствами.

Из минусов можно отметить лишь дополнительные затраты и хлопоты на закупку и монтаж. Но они покажутся малыми по сравнению с величиной ущерба, который может быть нанесен несоблюдением обязательных требований по охране труда или пренебрежением к сохранности оборудования. По этой причине оснащение крупного предприятия реле безопасности стало нормой.