安全继电器和普通继电器的区别，工作原理和原理图，电气图 ...

安全继电器和普通继电器工作原理

普通继电器：

普通继电器是一种电磁开关装置，利用电磁铁的吸力来控制机械触点的闭合和断开。其基本工作原理如下：

• 电磁线圈：当线圈通电时，会产生磁场。
  
• 铁芯和衔铁：磁场会使铁芯吸引衔铁，带动机械触点动作。
  
• 触点切换：衔铁的动作会使触点从初始位置（常开或常闭）切换到相反位置（闭合或断开），从而实现电路的接通或断开。
  

安全继电器：

安全继电器专用于安全相干的应用场景，其设计考虑了更高的可靠性和冗余度。其工作原理与普通继电器雷同，但增长了多重冗余和故障检测机制：

• 双线圈或多线圈设计：利用多个独立控制的电磁线圈，包管在一个线圈失效时，另一个线圈能继续工作。
  
• 冗余触点：多个并联或串联的触点，确保在一个触点失效时，体系仍然可以或许正常工作。
  
• 故障检测：内置故障检测机制，可以或许在内部故障或外部控制信号异常时，及时断开控制电路。
  

主要区别

• 安全性：安全继电用具有更高的安全标准，专为安全体系设计，确保在故障条件下也能保护职员和设备。普通继电器主要用于一般电气控制，安全性要求较低。
  
• 冗余设计：安全继电器通常有冗余设计（如双线圈、多触点等），而普通继电器通常只有单线圈和单触点。
  
• 故障检测：安全继电用具有内置的故障检测和自诊断功能，可以检测到内部和外部的故障环境，并接纳相应措施。普通继电器一般没有这种功能。
  
• 利用场所：安全继电器常用于需要高安全性和高可靠性的应用场景，如工业自动化、机械安全体系和紧急停机体系。普通继电器则广泛应用于各种一般电气控制体系，如家用电器、电气设备和自动控制体系。
  
• 标准和认证：安全继电器通常符合更严酷的国际安全标准和认证，如IEC 61508、ISO 13849等。普通继电器的认证标准较为宽松，通常只需满意基本的电气安全标准。
  

安全继电器原理图

1.     电源正极 (+)
2.            |
3.         +--|---+
4.         |       |
5.      [K1-1]   [K2-1]  线圈K1和线圈K2
6.         |       |
7.         +--|---+  
8.            |
9.          [K3]  辅助线圈K3（用于故障检测）
10.            |
11.         +--|---+
12.         |       |
13.      [T1-1]   [T2-1]  触点T1和触点T2
14.         |       |
15.         +--|---+  
16.            |
17.        负载 (Load)
18.            |
19.        地 (GND)

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阐明

• 双线圈设计（K1和K2）：安全继电器利用双线圈（K1和K2）设计，确保在一个线圈失效时，另一个线圈仍能正常工作。
  
• 冗余触点（T1和T2）：继电器中利用了冗余触点，T1和T2并联或串联，确保在一个触点失效时，另一个触点仍能正常工作。
  
• 辅助线圈（K3）和故障检测：辅助线圈K3用于检测主线圈K1和K2的故障状态，并在检测到故障时断开电路或发出警报。
  
• 电源和负载连接：电源正极通过线圈和触点连接到负载，末了接地形成完整的电路。
  
• 状态指示：一些安全继电器还会包含状态指示器，用于显示继电器当前的工作状态（如正常运行、故障等）。
  

工作过程

• 当控制信号到达时，K1和K2线圈通电，产生磁场，吸引衔铁动作。
  
• 衔铁的动作带动T1和T2触点闭合，使负载电路接通。
  
• 如果一个线圈或触点失效，另一个线圈和触点仍能维持电路正常工作。
  
• 辅助线圈K3持续检测主线圈K1和K2的状态，一旦检测到故障，会及时断开电路或发出故障警报信号。
  

安全继电器的典范应用场景

• 工业自动化控制体系：在生产线或机械设备中，安全继电器用于紧急停机、光电保护、限位保护等安全控制。
  
• 电梯控制体系：用于检测电梯门是否关闭、超速保护等。
  
• 机器人安全体系：确保机器人在操作过程中不会对人或设备造成伤害。
  

普通继电器的原理图和电气图

普通继电器的结构相对简单，其主要组成部分包罗电磁线圈、铁芯、衔铁和机械触点。下面是普通继电器的原理图和电气图的示例。
普通继电器的原理图

1.       +-------------------+
2.       |                   |
3.       |       电磁线圈    |
4.       |       (Coil)      |
5.       |                   |
6.       +-------------------+
7.                 |
8.                 | (A1)      <-- 电源正极 (+)
9.                 |
10.                [ ] (K)      <-- 衔铁
11.                 |
12.                (A2)         <-- 电源负极 (-)
13.                 |
14.                (C)
15.                (Common)     <-- 公共触点
16.                 |
17.                / \
18.               /   \
19.              /     \
20.       (NO) Normally Open (NC) Normally Closed

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阐明

• 电磁线圈 (Coil)：当电流畅过线圈时，产生磁场。
  
• 衔铁 (K)：磁场吸引衔铁，使其动作。
  
• 公共触点 (C)：与衔铁连接的触点，初始状态与常闭触点 (NC) 相连。
  
• 常开触点 (NO)：衔铁动作后，与公共触点 (C) 闭合。
  
• 常闭触点 (NC)：衔铁动作后，与公共触点 (C) 断开。
  

普通继电器的电气图

1. +-----------------+                 +-----------------+
2. |                 |                 |                 |
3. |  电源正极 (+)  +-----------------+ 继电器线圈 (Coil) |
4. |                 |                 |                 |
5. +-----------------+                 +-----------------+
6.                 |                   |
7.                (A1)                 (A2)
8.                 |                   |
9.                 +-------+   +-------+
10.                         |   |
11.                         |   |
12.                         |   |
13. +-----------------------+   +-----------------------+
14. |                       |   |                       |
15. |                   (K) 衔铁 (K)                   |
16. |                       |   |                       |
17. |          (C)          |   |          (C)          |
18. |       (Common)        |   |       (Common)        |
19. |          |            |   |          |            |
20. |         / \           |   |         / \           |
21. |        /   \          |   |        /   \          |
22. | (NO) /     \ (NC)     |   | (NO) /     \ (NC)     |
23. |                       |   |                       |
24. +-----------------------+   +-----------------------+

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阐明

• 电源接线 (A1, A2)：线圈通过A1和A2连接到电源，控制线圈的通电与断电。
  
• 公共触点 (C)：公共触点 (C) 与衔铁相连，控制输出电路的接通与断开。
  
• 常开触点 (NO)：常开触点在继电器未动作时处于断开状态，继电器动作后闭合。
  
• 常闭触点 (NC)：常闭触点在继电器未动作时处于闭合状态，继电器动作后断开。
  

普通继电器的应用场景

• 电机控制：用于启动和停止电机。
  
• 照明控制：用于开关控制灯具。
  
• 信号切换：用于切换信号线路，如音频和视频信号。
  
• 保护电路：用于过载保护、电压监测等。
  

安全继电器的电气图

1. 电源正极 (+)
2.     |
3.     +-----------------+
4.     |                 |
5.     |   线圈A (K1)    |
6.     |                 |
7.     +-----------------+
8.     |                 |
9.     |    线圈B (K2)   |
10.     |                 |
11.     +-----------------+
12.     |                 |
13.     |   故障检测电路  |
14.     |   (Fault Detect)|
15.     |                 |
16.     +-----------------+
17.     |                 |
18.     +-----------------+
19.     |                 |
20.    / \               / \
21.   /   \             /   \
22. /     \           /     \
23. 触点A1  触点B1   触点A2  触点B2
24.   NO      NO       NO      NO

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阐明

• 冗余线圈 (K1 和 K2)：安全继电器采用两个独立的线圈（K1 和 K2），即使一个线圈失效，另一个线圈仍能工作。
  
• 冗余触点 (触点A1, 触点A2, 触点B1, 触点B2)：每个线圈控制两个常开触点（NO），提供双重冗余保护。
  
• 故障检测电路：监测线圈和触点的状态，如果检测到故障，会触发报警或断开电路。
  

安全继电器电气图示例

1. 电源正极 (+)
2.      |
3.      |-------+
4.      |       |
5.    (K1)    (K2)
6.      |       |
7.      |       |
8.      +-------+
9.           |
10.         (C1)
11.         (C2)
12.          |             负载1
13.          |-------+-----> (LOAD1)
14.          |       |
15.         (A1)    (B1)
16.        NO      NO
17.          |       |
18.          +-------+
19.           |
20.          (A2)
21.         (B2)
22.          |             负载2
23.          |-------+-----> (LOAD2)
24.          |       |
25.         (A3)    (B3)
26.        NO      NO
27.          |       |
28.          +-------+
29.           |
30.         故障检测

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阐明

• 电源连接：电源正极连接到K1和K2线圈，负极连接到线圈的另一端。
  
• 冗余触点：K1控制触点A1和A2，K2控制触点B1和B2。触点A1和B1并联控制负载1，触点A2和B2并联控制负载2。
  
• 故障检测电路：监测K1和K2线圈及触点的状态，如果检测到故障，将断开电路或触发报警信号。
  

安全继电器应用场景

• 工业自动化：确保机器和设备在故障环境下停止运行，保护操作职员的安全。
  
• 紧急停机体系：在紧急环境下快速堵截电源，防止不测变乱。
  
• 电梯控制体系：监测电梯门和超速保护，确保乘客安全。
  
• 机器人安全体系：在检测到异常时停止机器人动作，防止伤害职员或破坏设备。
  

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