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Compartir conocimientos integrales sobre relés de seguridad

2019-07-11View Original

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Este mensaje fue editado por última vez por yunrun el 11-7-2019 a las 10:10. El relé de seguridad está compuesto por varios relés combinados con circuitos eléctricos. Se utiliza principalmente en los circuitos de control de seguridad, conectando los elementos sensores de seguridad (como botones de parada de emergencia, puertas de seguridad, botones de doble presión, barreras ópticas de seguridad, etc.) con los controladores de movimiento de los equipos mecánicos (como PLCs de seguridad, contactores, etc.). Los relés de seguridad tienen como objetivo complementarse mutuamente en caso de fallos, a fin de lograr un funcionamiento correcto y con pocas fallas. Cuanto menor sea la probabilidad de error o fallo, mayor será el nivel de seguridad. Por lo tanto, es necesario diseñar varios tipos de relés de seguridad para proteger maquinarias que operan en diferentes niveles de riesgo. El objetivo principal es proteger a los operadores de estas maquinarias de los peligros a los que están expuestos. Relé de seguridad yunrun.com.cn/product/2608.html 1. ¿Qué es un relé de seguridad? El relé de seguridad es un módulo compuesto por varios relés y circuitos lógicos. Se trata de una unidad de circuito cuyo propósito es complementar las deficiencias de los demás en caso de fallos, con el fin de lograr un funcionamiento correcto y con pocas fallas. De este modo, se reducen los errores y las posibilidades de fallo, aumentando así los factores de seguridad. Para ser más precisos, debería llamarse módulo de relé de seguridad. Actualmente, en el país no existe una denominación uniforme para los relés de seguridad; algunos se denominan directamente controladores de seguridad, mientras que otros simplemente se les llama relés. Dado que los diferentes equipos mecánicos y las distintas etapas del proceso presentan diferentes riesgos de seguridad, así como diferentes niveles de peligro. Por lo tanto, en el diseño del producto se han incluido varios relés de seguridad para proteger a las máquinas de diferentes niveles de riesgo. El objetivo principal es proteger a los operadores de maquinaria que están expuestos a diferentes grados de peligro. 2. ¿Cuál es la diferencia entre un relé de seguridad y un relé común? ①Tamaño mayor: Los relés de seguridad y los relés comunes tienen diferentes dimensiones; los relés de seguridad son más grandes. ②Módulo y no componente: el relé de seguridad es un módulo, y no un componente electrónico como los relés comunes. ③Rojo amarillo: Los relés de seguridad tienen un color propio, que suele ser amarillo o rojo; a menudo, estos dos colores son los principales utilizados en su diseño (al igual que en los instrumentos de Changhui, donde el lado peligroso y la parte intrínsecamente segura suelen marcarse en color azul). Por supuesto, estos son solo fenómenos superficiales. ④【Núcleo】Más seguro: Debido a las diferencias en sus principios de diseño, los relés convencionales no logran un alto nivel de cobertura en el proceso de diagnóstico (DC). Solo pueden utilizarse en industrias con niveles de seguridad bajos, como la categoría Cat.B/1, o en el sector de control de procesos a nivel SIL1. Por lo tanto, se puede considerar que los relés convencionales no son lo suficientemente seguros. Además, gracias a los requisitos establecidos para los relés y al diseño auxiliar de los circuitos lógicos, Anji logra una alta tasa de cobertura en su capacidad de diagnóstico; en algunos casos, esta tasa puede llegar al 99,9%. Además, en aquellos entornos donde se exigen altos estándares de seguridad, está estipulado que deben utilizarse relés seguros certificados para cumplir con dichos requisitos ⑤Estructura de orientación forzada: El “relé de seguridad” no es un “relé sin fallos”, sino uno que realiza acciones predefinidas cuando ocurre un fallo. Los relés de seguridad cuentan con una estructura de contactos con guía forzada (u otros mecanismos de protección), lo que permite garantizar la seguridad incluso en caso de que los contactos se fundan. Esto es algo completamente diferente a los relés comunes. ⑥Desde el punto de vista de los relés, se puede observar la diferencia entre los relés de seguridad y los relés comunes: http://yunrun.com.cn/upload/201801/15/201801152348225451.png a) Relés comunes: cuando los contactos se funden, esto hace que ambos pares de contactos (NO/NC) estén en estado ON al mismo tiempo. b) Relé de guía forzada: El componente más importante de los relés de seguridad es el relé de guía forzada. Gracias a la acción del vástago de guía interno, incluso si los contactos se funden, no ocurrirá que ambos pares de contactos (NO/NC) estén en estado ON al mismo tiempo. En resumen: los relés de seguridad son más seguros y fiables, y son adecuados para aplicaciones de seguridad industrial. 3. ¿Cuáles son los principales estándares que rigen la certificación de seguridad mecánica? IEC 61508 / ISO 13849/ IEC 62061. 4. ¿Cómo elegir un relé de seguridad? Dependiendo del dispositivo de entrada del circuito de seguridad, el relé de seguridad se selecciona en función de cinco aspectos: el dispositivo de entrada, el número de canales de salida, los requisitos de capacidad de accionamiento en el lado posterior, el nivel de seguridad y los requisitos funcionales. Los dispositivos de entrada en los circuitos de seguridad mecánica suelen ser sensores de seguridad, como botones de parada de emergencia, puertas de seguridad, barreras ópticas de seguridad, cojines de seguridad, dispositivos de interbloqueo, botones que requieren el uso de ambas manos y escáneres láser, entre otros. 5. ¿Existen **requisitos estándar que exijan que los sistemas SIS utilicen relés de seguridad? De acuerdo con la situación actual del desarrollo tecnológico en materia de seguridad funcional en el país, así como con las normas vigentes en la industria de control de procesos relacionadas con la seguridad funcional, por el momento no existen normas obligatorias. En cuanto a la seguridad mecánica, sí existen algunas normas obligatorias. Algunos de los principios y normas relacionados con el diseño de sistemas de seguridad, como se indica en las «Normas para el diseño de sistemas de instrumentación de seguridad en la industria petroquímica», establecen que: ① Los operadores lógicos de los sistemas de instrumentación de seguridad pueden estar formados por sistemas de relés o por sistemas electrónicos programables; también pueden ser una combinación de ambos. ②En los sistemas de instrumentación de seguridad de nivel 2 y 3, es conveniente utilizar operadores lógicos con redundancia o capacidad de tolerar errores. ③Las interfaces de proceso incluyen tarjetas de entrada/salida, tarjetas de entrada para eventos secuenciales, distribuidores de energía, barreras de seguridad, interruptores, relés y otros dispositivos relacionados. ④Por su parte, el nivel de integridad de seguridad representa una evaluación general de todo el circuito de seguridad. Es evidente que, incluso los dispositivos relacionados con ese circuito, como los relés, también requieren un diseño que garantice su funcionamiento en condiciones de fallo. Al mismo tiempo, en los informes presentados por expertos de algunos institutos de diseño, entre los principios de diseño del SIS que se mencionan, también se señala que el [controlador lógico del SIS] debe contar con la certificación de seguridad funcional emitida por una **organización autorizada**. Los relés que se utilizan en los circuitos de seguridad de los sistemas relacionados con la seguridad, ya sea que se empleen en sistemas de relés o en los dispositivos conectados a las interfaces de proceso de dichos circuitos, son una opción excelente desde el punto de vista de la fiabilidad del diseño y de la seguridad. Estos relés cuentan con funciones de autodiagnóstico, un alto grado de cobertura en el diagnóstico, una baja probabilidad de fallo y cuentan con certificaciones oficiales. 6. ¿Se pueden utilizar relés comunes en el sistema SIS? La tasa de cobertura de diagnóstico de los relés convencionales es bastante baja; no cuentan con un diseño relacionado con la funcionalidad Fail-Safe, ni tampoco tienen función de autodiagnóstico. Por lo tanto, pueden utilizarse en algunos sistemas de seguridad donde se requiere un nivel de seguridad bajo, como SIL1. Pero en niveles SIL2 y superiores, generalmente se emplean relés de seguridad que cuentan con una alta tasa de cobertura de diagnóstico y función de autodiagnóstico. 7. ¿Cuáles son las fallas más comunes en los relés de seguridad y cuáles son sus métodos de solución? Cuando el relé de seguridad interrumpe la circulación eléctrica, es necesario determinar con precisión si se trata de un fallo en el propio relé, o bien si este ha detectado algún factor inseguro y, por eso, ha interrumpido la circulación. ①Si existe un riesgo de seguridad en el circuito, una vez eliminado dicho riesgo, basta con reiniciar el relé de seguridad para restablecer el circuito. Por ejemplo: la detección de pulsos en el sistema SIS provoca que el relé de seguridad se apague y se encienda con frecuencia. Es necesario ajustar la duración del nivel bajo detectado por el sistema SIS, de modo que ese tiempo no sea reconocido por el relé de seguridad. ②Si hay un fallo en el relé de seguridad, por lo general se procede de la siguiente manera: a) Los contactos de salida del relé de seguridad suelen estar protegidos por fusibles. Durante su uso, es posible que estos fusibles se fundan debido a cortocircuitos o corrientes excesivas, lo que impide que el relé active los dispositivos en el lugar. Medida: Reemplazar el fusible. b. El circuito de control del relé de seguridad sufre daños en sus componentes internos debido a sobretensiones. Medidas: Reemplazar el relé de seguridad, ponerse en contacto con el fabricante para realizar reparaciones o un reemplazo. 8. ¿Es necesario utilizar relés de seguridad en las máquinas y equipos? En el país, los estándares obligatorios en materia de seguridad para los equipos no son muy estrictos, o bien no se realiza la certificación correspondiente, como la certificación CE de la Unión Europea. El relé de seguridad se utiliza cuando existe el riesgo de daños a las personas o pérdidas materiales en los equipos. No se conecta al PLC, sino que se utiliza un método hardware para interrumpir la alimentación eléctrica, haciendo que el equipo quede completamente apagado ; Además, el propio relé de seguridad cuenta con varios contactos que garantizan que se pueda desconectar de manera efectiva en caso de fallo. Si su dispositivo quiere acceder a otros **, necesitará al menos la certificación CE, y entonces surgirán problemas al respecto. Por lo tanto, en algunos equipos destinados a la exportación, especialmente a la Unión Europea y Japón, por lo general se incluyen relés de seguridad. Por supuesto, a medida que en el país se presta cada vez más atención a la seguridad, algunas normas técnicas y su implementación también se irán alineando gradualmente con las del resto del mundo. En el plan quinceenal relacionado con la normalización en materia de seguridad, se menciona la actualización y mejora de las normas relativas a la seguridad mecánica, así como un refuerzo en su aplicación. Las exigencias relacionadas con el diseño de los circuitos de seguridad también serán cada vez más estrictas. En este momento, para los fabricantes de equipos con visión de futuro, ¿es realmente necesario utilizar relés de seguridad? ¿Acaso hace falta decir más al respecto? 9. ¿Qué es el arranque automático de un relé de seguridad? Arranque automático: siempre que se cumplan las condiciones para su activación (sensores y circuitos de retroalimentación cerrados), el dispositivo activará automáticamente el circuito de arranque. 10. Relé de seguridad | ¿Qué es un arranque supervisado? Antes de iniciar, es necesario que se cumplan las condiciones para su activación (los sensores y los circuitos de retroalimentación deben estar conectados). Además, el dispositivo necesita utilizar el botón ON como señal de inicio; el relé de seguridad activa el equipo al detectar el descenso del nivel de la señal ON (el pulso). 11. ¿Qué tamaño de capacitor se debe instalar en el circuito de control del relé de seguridad? La capacitancia conectada en paralelo a la bobina de los relés convencionales sirve para evitar que se genere una alta tensión en los extremos de la bobina, lo cual podría dañar los contactos del relé y provocar arcos eléctricos. Sin embargo, al añadir esta capacitancia, se incrementa el tiempo de respuesta del relé. Por eso, en la mayoría de las aplicaciones actuales de los relés, se utilizan diodos de descarga para eliminar los arcos eléctricos. El relé de seguridad es un módulo electrónico que cuenta con diodos de derivación internos para eliminar los arcos eléctricos. En el uso práctico, no es necesario instalar un condensador. 12. ¿El relé de seguridad tiene un ciclo de uso o vida útil? ¿Es necesario reemplazarlo periódicamente? Cuando el sistema SIS se puso en uso por primera vez, su nivel de seguridad era alto. Pero con el paso del tiempo, la posibilidad de fallos en la seguridad puede aumentar gradualmente, al igual que los valores de los parámetros relacionados con la seguridad. Con el uso prolongado, si no se realizan pruebas, el nivel de seguridad disminuirá a SIL3-2-1. Además, el componente clave del relé de seguridad es el rendimiento del relé seleccionado, y los relés tienen una vida útil mecánica. Por lo tanto, es necesario realizar diagnósticos de fallos en el sistema de forma periódica. También se señala que, durante todo el ciclo de vida de los sistemas relacionados con la seguridad, es necesario contar con un plan de mantenimiento y gestión. Y al realizar la PRUEBA DE VERIFICACIÓN, se comprueba si realmente ha habido algún fallo en el sistema de seguridad. Si no hay fallos, su nivel de seguridad sigue estando dentro del rango original. Si se detecta una falla, es necesario realizar las acciones correspondientes, incluyendo el reemplazo. Por lo tanto, se recomienda realizar pruebas de inspección cada 5 años, o incluso con un intervalo más corto; generalmente, la información al respecto se encuentra en el «Manual de Seguridad» del producto. En concreto, se puede determinar el plan y las estrategias de mantenimiento e inspección teniendo en cuenta las características del sistema de seguridad, el plan general de gestión del mantenimiento, así como los circuitos y componentes relacionados. Nota: Lo anterior son sugerencias de aplicación para la industria del control de procesos. En las aplicaciones del sector mecánico, las máquinas suelen estar en un entorno de colaboración entre humano y máquina, lo que aumenta el riesgo para la seguridad de las personas. Por ello, se requieren pruebas con frecuencia; en el “Manual de Seguridad” se establece que dichas pruebas deben realizarse al menos una vez al mes. 13. ¿Cómo se diagnostican los contactos del relé de seguridad? Los contactos del relé de seguridad pueden ser verificados manualmente y por el sistema. Algunos relés de seguridad disponen de contactos normalmente cerrados. Al eliminar la fuente de alimentación de Anji, es decir, la fuente de A1, en caso de falta de energía, los contactos abiertos de Anji se cerrarán, mientras que los contactos cerrados se abrirán. Debido al enclavamiento mecánico del relé de seguridad, los contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados no se activan al mismo tiempo. Si el sistema detecta que los puntos en estado cerrado ya están conectados, se puede asumir con total seguridad que los puntos en estado abierto del relé pueden ser desconectados, y que el relé está en buen estado. 14. ¿Por qué es importante prestar atención a la corriente de arranque al encender el relé de seguridad? La corriente de arranque al encenderse se refiere al fenómeno por el cual, en el momento en que se encienden los instrumentos electrónicos industriales, la corriente que fluye es mucho mayor que la corriente normal de funcionamiento. Existen dos indicadores que caracterizan el rendimiento de la corriente de arranque al encender el dispositivo: la corriente máxima de arranque y su duración. Los instrumentos electrónicos industriales cuentan con condensadores o capacitores inductivos en su interior. En el momento en que se conecta la alimentación, es necesario cargar estos condensadores. En ese instante, los condensadores presentan un comportamiento similar al de un cortocircuito, lo que hace que la corriente de arranque aumente de forma instantánea. Por lo tanto, al diseñar instrumentos electrónicos industriales, los ingenieros deben tratar de reducir al mínimo la corriente de arranque, a fin de disminuir los efectos negativos en el sistema. Sin embargo, como los ensayos de tipo de los instrumentos electrónicos industriales suelen realizarse en un solo instrumento, o bien porque la fuente de alimentación utilizada en dichos ensayos es bastante ideal, este riesgo suele pasarse por alto. Como resultado, cuando se utilizan varios instrumentos juntos en el campo, puede ocurrir que el sistema deje de funcionar de manera fiable. En las instalaciones industriales, el peligro de una corriente de arranque excesiva radica en que, con frecuencia, varios instrumentos comparten la misma fuente de alimentación. Si la corriente de arranque es demasiado alta, en el momento en que se conecta la energía, es posible que el valor máximo de la corriente supere los límites establecidos por la fuente de alimentación. Esto hace que la capacidad de carga de dicha fuente disminuya, lo que a su vez impide que los instrumentos electrónicos reciban suficiente energía para funcionar correctamente. En consecuencia, todo el sistema deja de funcionar de manera fiable. Por lo tanto, los instrumentos electrónicos industriales deben reducir al máximo la corriente de arranque, a fin de disminuir los efectos negativos en el sistema. En los sistemas de instrumentación de seguridad (sistemas SIS), el parámetro de la corriente de arranque al encender es especialmente importante. Cada circuito del sistema de instrumentación de seguridad cuenta con funciones de diagnóstico integradas. Por ejemplo, en el circuito de alimentación de los instrumentos en campo, existen funciones de diagnóstico de cortocircuitos y sobrecargas. Se determina si hay un cortocircuito o una sobrecarga al medir la corriente en dicho circuito. Si se detecta que esta corriente es superior al valor establecido internamente, se envía una señal de error al sistema, el cual entra en estado de fallo y se interrumpe el circuito de alimentación, con el fin de garantizar la seguridad de todo el sistema. Si la corriente de arranque al encender es excesiva, esto podría hacer que el sistema no funcione correctamente. yunrun.com.cn/news/1387.html

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