机械防护中的安全回路应用（二）

刘飞。

转载。

工业机器人系统可以配备各种各样的安全保护装置，业机器人系统安全回路是由业机器人系统安全制动接触器以及各种保护装置的触点串联起来形成的一个操纵回路。

工业机器人系统同各保护装置相配合在提升系统发生意外时,能自动将提升电源切断并使提升机实行安全制动，例如安全门互锁开关、 安全光栅等，例如常用的 工业机器人工作站的门互锁开关，打开此装置则 机器人停止运行，避免造成人机碰撞伤害， 机器人控制器有四个独立的安全保护机制，分别为常规停止 （GS）、自动停止（AS）、上级停止（SS）、紧急停止（ES）。

一、 工业机器人系统上级停止和常规停止功能及 工业机器人系统保护机制基本一致，是基于 工业机器人系统常规停止回路的扩展，其主要用于连接 工业机器人系统外部设备，如安全 PLC。符合国标和IEC标准的电气控制柜内部结构如下图所示：

       A 控制面板

       B 主计算机单元

       C 驱动单元

       D 轴计算机单元

       E 安全面板

二、 工业机器人系统的安全面板接口如下图所示；用户外接安全控制回路主要是基于 X1、 X2、X5、X6 这 4 个端子排：

       X1、X2 用于紧急停止回路；X5 用于常规停止、自动停止回路； X6 用于上级停止回路。

     PLC经过运算、处理后，再将结果以数字量的形式输出，此时也要把该输出变换为适合于对生产过程进行控制的量。所以，在PLC和生产过程之间，必须设置信息的传递和变换装置。这个装置就是输入/输出（I/O）模块。不同的信号形式，需要不同类型的I/O模块。对PLC来讲，信号形式可分为四类，分别是：数字量输入信号、数字量输出信号、模拟量输入信号、模拟量输出信号。

    三、工业机器人安全回路，是在设备的控制系统中,通过安全相关部分(SRP/CS)来实现安全防护措施的功能。安全相关部分由安全检测功能:输入设备、判断功能:逻辑运算设备、动力控制功能:输出设备构成。

工业机器人安全回路接线示意图如下：

       注：   X1、X2、X5、X6 端子上面工业机器人出厂默认装有短接片，按照实际需求跳接对应的短接片，即可将工业机器人安全控制回路接引到外部的按钮、光栅或其他工业机器人安全装置上。

四、 工业机器人紧急停止回路应用示例

     安全回路是由安全制动接触器以及各种保护装置的触点串联起来形成的一个操纵回路，它同各保护装置相配合在提升系统发生意外时，能自动将提升电源切断并使提升机实行安全制动。

      工业机器人紧急停止回路需要在 X1、X2 端子上面跳接，而且采用的是双 回路控制，例如利用双常闭触点的紧急停止按钮作为外部急停控制。
1） 紧急停止（ES）控制原理图如下：

     2） 按照上述原理，ES1 和 ES2 分别接入 X1 上面 3-4 和 X2 上面的 3-4， ES1 和 ES2 的另外一端接在急停按钮的常闭触点上，当急停按钮被按 下，则机器人进入紧急停止状态

急停恢复首先需要先将急停按钮松开，然后点击控制柜上面的马达上电按钮才可消除急停状态，若是自动模式，则电机直接上电。对可靠性要求极高的系统，应考虑是否采用冗余控制系统或热备份系统。若是手动模式仍需要通过使能按钮上电后，系统安全回路中其互锁回路得电。

 安全回路是保护负载或控制对象以及防止操作错误或控制失败而进行连锁控制的回路。在直接控制负载的同时，安全保护回路还给PLC输入信号，以便于PLC进行保护处理。安全回路一般考虑以下几个方面：短路保护、互锁与联锁措施、失压保护与紧急停车措施、极限保护。。