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根据实际需求调整电路装配图中的安全回路，核心原则是 “风险分级 + 硬线冗余 + 功能适配”，需先识别设备危险等级（如皮革裁断机的剪切风险、磨革机的砂带断裂风险），再针对性增加安全元件、优化回路逻辑，确保符合 GB 15579/ISO 13849 安全标准。以下是分步调整方法、典型场景改造案例及验证流程，可直接落地。

一、调整前的核心准备：风险评估与元件选型

1. 第一步：识别设备危险点（以皮革机械为例）

2. 第二步：安全回路元件选型原则

• 急停按钮：必须选 常闭触点 + 强制断开结构（如施耐德 XB2-BS542），禁止用常开触点，防止触点粘连失效。

• 安全门开关：危险区域（如裁刀区）用 带锁安全门开关（如欧姆龙 D4SL），开门后强制切断动力回路；非危险区用普通行程开关。

• 冗余设计：高风险设备（裁断机）需双回路冗余，关键触点串联 + 并联双重保障。

• 触点容量：安全回路控制电源建议用 DC24V（低电压更安全），元件触点容量≥3A，避免过载烧蚀。

二、安全回路调整的核心方法（通用步骤）

安全回路的本质是 “串联关键安全元件，控制中间继电器 KA，再由 KA 触点控制动力回路 / PLC 使能”，调整需按 “基础回路→功能扩展→冗余强化” 三步进行。

1. 基础安全回路（所有设备必备）

适用场景：低风险设备（如皮革打标机），仅需急停保护。

• 回路结构：

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• DC24V+ → 急停按钮SB1（常闭） → 热继电器FR（常闭） → 中间继电器KA1线圈 → DC24V-

• 控制逻辑：

• K1 常开触点串入 变频器使能端子、PLC 运行使能端子、接触器线圈回路；

• 急停触发 / 电机过载时，KA1 失电，全机动力切断，无软件依赖（硬线优先）。

• 调整要点：

• 急停按钮需 就近安装（操作人员伸手可及），多工位设备需安装多个急停，并联接入回路（任一急停触发都能停机）。

2. 功能扩展：增加安全门 / 光栅（中风险设备）

适用场景：皮革裁断机、磨革机，需防止人员进入危险区。

• 回路改造：在基础回路中 串联安全门开关 / 安全光栅

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• DC24V+ → 急停SB1 → 安全门开关SQ1（常闭） → 安全光栅SG1（常闭） → FR → KA1线圈 → DC24V-

• 关键规则：

• 安全门打开→SQ1 断开→KA1 失电→裁刀 / 砂带停机；人员进入光栅检测区→SG1 断开→立即停机。

• 安全门开关需与设备动作 联锁：安全门未关闭时，禁止设备启动（PLC 程序中增加ANI Xx逻辑）。

3. 冗余强化：双回路 + 双手启动（高风险设备）

适用场景：皮革裁断机（裁刀压力＞10MPa），需防止单人误操作。

• 改造方案 1：双回路冗余增加一套独立安全回路（KA1+KA2），双继电器触点并联控制动力回路，避免单继电器触点粘连失效：

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• 回路1：DC24V+ → SB1 → SQ1 → KA1线圈 → DC24V-
  回路2：DC24V+ → SB2（备用急停） → SQ2（备用安全门） → KA2线圈 → DC24V-
  动力控制：KA1常开 + KA2常开 → 并联 → 控制变频器使能/接触器线圈

• 改造方案 2：双手启动联锁要求操作人员 同时按下两个按钮 才能启动设备，防止单手操作时身体进入危险区：

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• DC24V+ → 急停SB1 → 双手按钮SB3（常开） → 双手按钮SB4（常开） → KA1线圈 → DC24V-

• 逻辑要求：SB3 和 SB4 必须 同时闭合（时间差＜0.5s），否则 KA1 不吸合；松开任一按钮→立即停机。

4. 工艺联锁：增加传感器安全条件（特殊需求）

适用场景：皮革烫平机（温度过高需停机）、磨革机（砂带速度异常需停机）。

• 回路改造：串联工艺安全传感器的 常闭触点

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• DC24V+ → SB1 → SQ1 → 温度开关TS1（常闭，＞180℃断开） → 速度继电器SR1（常闭，速度＜50rpm断开） → KA1线圈 → DC24V-

• 调整要点：传感器需设置 合理阈值（如烫平机温度阈值 = 180℃），避免误触发；同时在 PLC 中做软件备份监控。

三、典型场景改造案例（皮革裁断机）

1. 改造前问题

原安全回路仅含急停，存在裁刀误下行风险，多次出现操作人员手部靠近裁刀区时设备启动的隐患。

2. 改造需求

• 安全门未关→禁止启动；开门→立即停机；

• 需双手启动，防止单人误操作；

• 裁断压力＞12MPa→强制停机。

3. 最终安全回路装配图结构

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DC24V+ → 急停SB1（常闭） → 带锁安全门SQ1（常闭） → 双手按钮SB3（常开） → 双手按钮SB4（常开） → 压力继电器PS1（常闭，＞12MPa断开） → 热继电器FR（常闭） → KA1线圈 → DC24V-

// 控制对象
KA1常开触点 → 串联变频器使能端子 → 串联裁刀接触器KM线圈 → 串联PLC运行使能

4. PLC 程序联锁（三菱 FX3U）

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// 安全门未关禁止启动
LD X0 (安全门闭合)
ANI X1 (安全门断开)
OUT M0 (安全门就绪)

// 双手按钮同步检测
LD X2 (SB3按下)
AND X3 (SB4按下)
OUT M1 (双手启动就绪)

// 压力超限报警
LD X4 (压力＞12MPa)
OUT Y0 (报警灯)
RST M0 (切断就绪信号)

四、调整后的验证与测试流程

1. 静态测试：断电状态下，用万用表测量安全回路各触点通断，确认急停、安全门等元件动作时回路断开。

2. 动态空载测试：

• 闭合安全门→按下双手按钮→KA1 吸合→变频器 / 接触器正常启动；

• 打开安全门 / 触发急停 / 压力超限→KA1 失电→设备立即停机，无延迟。

3. 故障模拟测试：

• 故意短接某一安全触点→验证是否仍能停机（冗余回路需确保单触点失效不影响安全功能）；

• 模拟传感器故障→验证是否触发报警并停机。

4. 合规性检查：对照 GB 15579 标准，确认安全回路符合设备危险等级要求，关键元件有CE/CCC 认证。

五、关键注意事项

1. 硬线优先原则：安全回路必须是 独立硬线回路，禁止依赖 PLC 软件实现核心安全功能（如急停），防止 PLC 程序故障导致安全失效。

2. 触点串联规则：所有安全保护元件（急停、安全门、光栅）的 常闭触点必须串联，任一元件触发都能切断回路；禁止并联（并联会导致某一元件失效时安全功能丧失）。

3. 布线规范：安全回路控制线用 蓝色屏蔽线，与动力线分开布线（间距≥30cm），屏蔽层单端接地（PLC 侧），防止电磁干扰导致误触发。

4. 定期维护：每月检查安全元件触点状态，急停按钮、安全门开关需定期做动作测试，避免触点氧化粘连。