应用实例：PNOZ s5安全继电器监控安全门开关
上一篇文章我们介绍了Pilz安全继电器PNOZ s5，今天这篇文章我们来举个应用实例：使用PNOZ s5监控安全门开关。
本文包括如下几个主题：
应用场景；安全开关介绍；设计思路；EPLAN电气原理图；1、应用场景
为了防止人员误入机器作业的危险区域，将该区域设立围栏并安装一扇安全门。只有当安全门关闭后，机器才能运行。如果在机器运行过程中安全门被打开，则立刻切断机器的电源并紧急制动。下面这张图是使用机械式安全开关做主控元件的安全门的示意图：
2、安全开关介绍
安全开关是安全门的核心元件，常见的安全开关有机械式、感应式等等。本例程使用Pilz机械型安全开关PSENmech3.1，其外观如下图所示：
该安全开关有2路常闭触点，在默认情况(未触发)下处于闭合状态；当安全开关被触发后(门被打开)，2路常闭触点断开；
3、设计思路 ：
安全门开关的两路常闭触点连接到安全继电器PNOZ s5的两路输入通道S11/S12和S21/S22上，立即动作型常开触点13/14串联到电机控制回路中，控制接触器(KM1)的线圈；接触器KM1控制电机的启停；立即动作型常开触点23/24控制电机的抱闸，当23/24闭合后电机抱闸松开，电机可以正常运行；当23/24断开后电机抱闸闭合，电机不能正常运行；
当安全门关闭时：
安全开关常闭触点闭合；安全继电器PNOZ s5的输入通道处于闭合状态，因此其常开触点13/14和23/24闭合，电机控制回路接通，抱闸松开，可正常运转；当安全门打开时：
安全开关被触发，其常闭触点断开；安全继电器PNOZ s5的输入通道处于断路状态，因此其常开触点13/14断开，电机控制回路断开，电机失去动力；常开触点23/24断开，电机抱闸闭合，在抱闸的作用下失去动力的电机将紧急制动；4、EPLAN电气原理图
下面这张图是我用EPLAN绘制的PNOZ s5电源及安全输入通道：
其中：
S3是复位按钮；S4/S5是安全门开关的常闭触点；X3(A1)连接24V正极；X4(A2)连接24V负极；X2(Y32)是PNOZ s5的输出信号，连接到PLC的数字量输入通道；下面这张图是PNOZ s5辅助触点的原理图：
其中：
输出通道Q0.0接到PNOZ s5的常开触点S13/S14，再连接到电机接触器KM1的线圈；输出通道Q0.1连接到PNOZ s5的常开触点S23/S24，连接到中间继电器K1的线圈；中间继电器K1用于控制电机抱闸(AC 220V)，如下图所示：另外说明的是，Pilz还有PSENgate/PSENlock系列产品，具有更强大的安全门功能，感兴趣可以去官网看下。
好了，这就是基于PNOZ s5的安全门(安全开关)的应用实例，如果有任何问题欢迎留言讨论。
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继电器的定义：继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。
继电器是我们生活中常用的一种控制设备，通俗的意义上来说就是开关，在条件满足的情况下关闭或者开启。继电器的开关特性在很多的控制系统尤其是离散的控制系统中得到广泛的应用。
一、继电器的工作原理和特性
当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量 ( 如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电量(如温度、压力、速度等 ) 继电器两大类。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
1、电磁继电器的工作原理和特性
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。
当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
2、热敏干簧继电器的工作原理和特性
热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。
3、固态继电器（SSR）的工作原理和特性
固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。
固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。
二、继电器主要产品技术参数
1、额定工作电压
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。
2、直流电阻
是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。
3、吸合电流
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。
4、释放电流
是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。
5、触点切换电压和电流
是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。
三、继电器测试
1、测触点电阻
用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为0，(用更加精确方式可测得触点阻值在100毫欧以内)；而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。
2、测线圈电阻
可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路现象。
3、测量吸合电压和吸合电流
找来可调稳压电源和电流表，给继电器输入一组电压，且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压，听到继电器吸合声时，记下该吸合电压和吸合电流。为求准确，可以试多几次而求平均值。
4、测量释放电压和释放电流
也是像上述那样连接测试，当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。
一般情况下，继电器的释放电压约在吸合电压的10～50％，如果释放电压太小（小于1/10的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对电路的稳定性造成威胁，工作不可靠。
四、继电器的电符号和触点形式
继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。
继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。
继电器的触点有三种基本形式：
1、动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。
2、动断型（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。
3、转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。
五、继电器的选用
1、先了解必要的条件：
①控制电路的电源电压，能提供的最大电流；
②被控制电路中的电压和电流；
③被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。
2、查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。
3、注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。
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