電氣安全控制系統(tǒng)必須提供一種高度可靠的安全保護(hù)手段，最大限度地避免機(jī)器的不安全狀態(tài)、保護(hù)生產(chǎn)裝置和人身安全，防止惡性事故的發(fā)生、減少損失。該系統(tǒng)在開(kāi)車(chē)、停車(chē)、出現(xiàn)工藝擾動(dòng)以及正常維護(hù)操作期間對(duì)機(jī)器設(shè)備提供安全保護(hù)。一旦當(dāng)機(jī)器設(shè)備本身出現(xiàn)危險(xiǎn)，或由于人為原因而導(dǎo)致危險(xiǎn)時(shí)，系統(tǒng)立即做出反應(yīng)并輸出正確信號(hào)，使機(jī)器安全停車(chē)，以阻止危險(xiǎn)的發(fā)生或事故的擴(kuò)散。一套安全控制系統(tǒng)，由安全輸入信號(hào)（即安全功能，如緊急停止信號(hào)、安全門(mén)信號(hào)等）、安全控制模塊（如安全繼電器、安全plc）、和被控輸出元件（如主接觸器、閥等）三部分組成。要使設(shè)備達(dá)到相應(yīng)的安全等級(jí)就離不開(kāi)必要的安全元件和安全線路，常見(jiàn)的安全元件有急停按鈕、雙手按鈕、安全門(mén)開(kāi)關(guān)、安全光柵等。這些元件通過(guò)線路（一般是雙回路）連接到安全控制的核心，此核心不是普通的plc，因?yàn)樗痪邆浒踩δ堋＞哂邪踩蟮臋C(jī)器中，普通的繼電器或者plc被廣泛地作為控制模塊，對(duì)安全功能進(jìn)行監(jiān)控。從表面看來(lái)，這樣的機(jī)器在一定條件下也能夠保證安全性。但是，當(dāng)普通的繼電器和plc由于自身缺陷或外界原因?qū)е鹿δ苁r(shí)（如觸點(diǎn)熔焊、電氣短路、處理器紊亂等故障），就會(huì)丟失安全保護(hù)功能，引發(fā)事故。而對(duì)于安全控制模塊，由于其采用冗余、多樣的結(jié)構(gòu)，加之以自我檢測(cè)和監(jiān)控、可靠電氣元件、反饋回路等安全措施，保證在本身缺陷或外部故障的情況下，依然能夠保證安全功能，并且可以及時(shí)的將故障檢測(cè)出來(lái)。從而在最大程度上保證了整個(gè)安全控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保護(hù)了人和機(jī)器的安全。電氣安全控制的方式大致分為以下幾種：1. 用普通繼電器搭建有自鎖和互鎖功能的雙回路線路。這種是最原始的安全控制方式，能達(dá)到較低的安全等級(jí)。其優(yōu)點(diǎn)是成本低廉，缺點(diǎn)是維護(hù)和改造十分復(fù)雜，無(wú)法監(jiān)控。2. 使用安全繼電器搭建安全回路。上個(gè)世紀(jì)隨著安全繼電器的出現(xiàn)，它已經(jīng)越來(lái)越多的應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備中。可以用于控制單一安全功能，適用于小型的安全控制系統(tǒng)。其安全輸出通常有繼電器觸點(diǎn)輸出或晶體管輸出。無(wú)論采用何種形式的輸出結(jié)構(gòu)，安全繼電器都能夠保證至少2個(gè)通道進(jìn)行輸出的控制。在一個(gè)輸出通道出現(xiàn)故障的情況下，另外一個(gè)冗余的通道依然能夠保證安全繼電器的安全功能，并且及時(shí)檢測(cè)出故障通道。常見(jiàn)的安全繼電器品牌有皮爾茲、施邁賽等，現(xiàn)在西門(mén)子、歐姆龍等系統(tǒng)集成商也都相繼推出了自己的安全繼電器產(chǎn)品。此控制方式成本適中，能達(dá)到較高的安全等級(jí)，但如果安全元件多線路依然比較復(fù)雜，不適于大型生產(chǎn)線。3. 使用安全plc進(jìn)行安全控制。安全可編程控制器的cpu采用冗余的多處理器結(jié)構(gòu)。各個(gè)處理器之間相互監(jiān)控，一旦出現(xiàn)不一致，立刻使控制器處于安全狀態(tài)，并且發(fā)出報(bào)警信息；同時(shí)，安全可編程控制器對(duì)內(nèi)部的ram，eprom，輸入輸出寄存器等元件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且采用特殊的測(cè)試脈沖對(duì)輸入信號(hào)和輸出被控元件進(jìn)行檢測(cè)，一旦出現(xiàn)任何不安全隱患，控制器立刻切換至安全保護(hù)狀態(tài)。安全總線系統(tǒng)適用于大型、離散式的安全控制系統(tǒng)。其原理是在現(xiàn)有工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的基礎(chǔ)上，采用了一系列的時(shí)間檢測(cè)、地址檢測(cè)、連接檢測(cè)和crc冗余校驗(yàn)等措施，達(dá)到高的安全等級(jí)。安全plc是上世紀(jì)末出現(xiàn)的產(chǎn)品，他的優(yōu)點(diǎn)是可編程性能強(qiáng)大，使用安全總線能實(shí)現(xiàn)很高要求的安全控制，但成本較高。4. 使用可編程安全繼電器進(jìn)行安全控制。可編程安全繼電器是近年推出的安全產(chǎn)品，它介于安全plc和安全繼電器之間，即具有一定的可編程性，價(jià)格卻不是很高。安全繼電器是一個(gè)多功能、可自由配置的模塊化安全系統(tǒng)。與其他普通安全繼電器不同，可編程安全繼電器的安全電路可在個(gè)人電腦上使用圖形配置工具輕松生成。通過(guò)基礎(chǔ)模塊上的rs232接口可以直接向可編程安全繼電器寫(xiě)入程序。
以上簡(jiǎn)單介紹了安全控制的幾種方式，那么與安全等級(jí)密切相關(guān)的安全元件是如何達(dá)到安全控制的目的的呢？下面進(jìn)行分類(lèi)介紹：1. 防短路功能。安全線路一般使用雙回路控制，即使有一條線路發(fā)生短路，依然能防止設(shè)備在不滿足要求的狀態(tài)下運(yùn)行，另外安全繼電器和安全plc都有短路診斷功能。2. 放粘連功能。安全繼電器與普通繼電器不同，普通繼電器在長(zhǎng)時(shí)間電弧的作用下有可能發(fā)生觸點(diǎn)的粘連，而安全繼電器由于其特殊的結(jié)構(gòu)，能保證在回路不滿足條件的情況下觸點(diǎn)強(qiáng)制斷開(kāi)。3. 安全區(qū)域功能。通過(guò)安全門(mén)鎖和安全光柵行程指定的安全區(qū)域，一旦進(jìn)入安全門(mén)或穿越光柵，在安全控制的作用下設(shè)備能夠強(qiáng)制停機(jī)，保證生產(chǎn)人員的安全。4. 冗余功能。安全plc和安全總線都具有冗余功能，確保在外界干擾下的安全性能不受影響。