通过埃里克卡明斯•全球行业经理-安全•罗斯控制
图1。
虽然安全控制工程师已经更新了安全标准，但气动系统提出了一个独特的挑战。为了遵循ISO 13849标准，该标准对高级电路使用冗余和诊断，设计人员和集成商必须了解为系统选择的阀门的具体情况。
很容易创建一个气动回路，在纸上看起来清晰和简单，但在实施时，可能无法实现预期的结果，当单通道故障发生。
一个典型的应用例子是，当操作员在操作点前打破光幕时，客户希望机器的空气排出。排除系统空气将阻止危险的运动。他们目前通过标准的单通道3/2常闭阀来实现这一点。
为了给引起气缸运动的空气提供额外的排气通道，他们的解决方案是在当前3/2阀门的下游增加一个2/2常开阀门。
图2。
图1中的2/2阀在正常操作期间保持通电，但当光幕破裂时将断电，并提供冗余排气路径。如果3/2阀门被固定在驱动位置，2/2阀门将允许空气从系统中排出。然而，这个系统设计有两个主要缺点。
第一个问题是没有系统监视。如果2/2阀被卡在如图2所示的驱动位置，则3/2阀仍将排出空气并提供正确的机器功能。这不会被注意到。在即将耗尽的管道上增加一个压力开关也不能指示是否发生了这种故障。只有通过传感器监测排气时间或机器停止时间，才能显示空气没有通过平行排气通道排出，并且发生了故障。然而，考虑到这种失效模式，这种危险的存在需要故障的积累。
第二个问题是更大的问题。大多数3/2常闭阀门具有类似的进出流量和进出排气流量。一个以3cv供气的阀门通常以类似的流量排出空气。这个流量取决于单个阀门通径和内部设计。假设是1 / 2英寸。该系统的管线和3/2阀门的供应为3 CV，设计师增加了类似尺寸的1 /2 in。2/2阀具有相似的流量，从而使系统排气能力加倍。但是如果3/2常闭阀在执行位置发生故障会发生什么?
图3。
如果系统完全加压，两个阀门都收到了断电信号，但3/2阀门仍然通电，如图3所示，它仍然向系统提供3cv的空气流量。即使2/2阀排出3cv的系统空气流量，系统中原始的空气压力将保持相对不变，运动将继续。考虑这个问题的一个简单方法是想想你的浴缸。如果水满了，水龙头在流动，排水管打开，水位变化很小。
在这种情况下，单通道故障模式已经危及安全系统。为每个阀门添加诊断将提供反馈，但仍然不能消除单个通道的故障模式，这使得该电路低于第三类。更好的解决方案是增加两个带诊断功能的3/2常闭阀或一个集成的双3/2排气阀。
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