在自动化领域，安全是一个有点神秘的话题。并不是说对安全的渴望，或者组件本身的外观是隐藏的……事实上，它们通常是显而易见的，并且在法规中明确涵盖。然而，我们很少有机会深入了解这些设备并发现它们与普通交换机和设备的区别。
到底是什么让这些设备如此“安全”？
电磁阀控制的安全开关
在我们深入了解开关之前，让我们先看一下这个特殊样本的外部，即 IDEM 的 KLP 防护联锁装置。
图 1.IDEM防护联锁装置的外部。图片由作者提供
该安全开关在几个方面都是独一无二的。首先，用防篡改梅花（星形）螺钉封闭带有接线连接器的外壳。大多数自动化接线端子（如果有的话）可以通过按下小标签或按钮轻松打开。对于安全设备，额外的防篡改设计可确保其安装并保持牢固就位。
安装螺栓也隐藏在该保护盖下方。除非取下盖子，否则无法卸载该设备。
紧急开关也被认为是“主动操作”，这意味着当能量施加到内部螺线管时，开关会打开。在正常操作下，或在开关断电的情况下，锁会牢固地保持在原位，直到恢复正常操作为止。
电路连接
拆下顶盖即可看到电源和信号的接线盒。
安全开关内有多个信号 - 甚至比标准急停按钮内的信号还要多。其中四个端子专用于感测内部开关的状况，包括电磁阀的位置和锁的实际位置。两个端子为电磁阀提供控制电源（由另一个安全电路供电）。另外两个终端提供锁状态的辅助监视器。最后，最后两个端子提供可选择的输入，要么为 LED 指示灯供电，要么监控螺线管的位置。
图 2.用于接线的端子块连接器。图片由作者提供
值得注意的是，这只是安全开关接线配置的一个示例，其他型号和制造商可能会提供一些细微的差异。然而，电源和冗余监控电路是所有安全锁开关的组成部分。
稍微仔细检查安装指南旁边的端子块编号，可以看到拆除现有电线后每个端子的布置和用途。顺便说一句，要快速回顾这些编号约定，例如 11-12、21-22 和 43-44，请查看我们讨论继电器编号的文章；很有趣……
图 3.端子块和接线图。图片由作者提供以及IDEM的修改摘录 （点击图片查看大图）
它如何感知开关位置？
至少了解交换机的用途以及如何安装它是有好处的。但了解它的内部实际工作原理是这些拆解文章的重点。
安全开关的下一层位于端子连接板下方。拆下 PCB 后，可以看到两个限位开关，它们隐藏在外壳的每一侧。当我第一次看到这种安排时，我错误地认为这两个交换机正在冗余地切换同一目标。
实际上，一个限位开关通过固定在电磁阀轴上的一个小塑料支架来感测电磁阀的位置。另一个限位开关检测弹簧门的移动，该门仅在锁定机构打开时移动。
图 4.双限位开关，每个开关均具有冗余触点组。图片由作者提供
在上面的图 4 中，您可以看到两个限位开关，为了更清楚地了解细节，删除了其中一个。每个开关有 6 根电线：2 根红色、2 根黑色和 2 根白色。这些电线组很容易在接线图中说明。每个开关上的 1 个触点组串联连接，用于触点组 1 和 2（11-12 和 21-22）。每个开关上的剩余对用作锁定机构 (43-44) 或螺线管 (当开关处于正确位置时为 33-34) 状态的辅助监视器。
串联配置中存在冗余元素。该电路不仅验证电磁阀是否通电，而且锁是否做出了适当的响应。如果任一机构卡住或无法响应，安全电路将不会打开。
耐用的锁定机制
到目前为止，防护锁开关内部的所有内容都是有意义的，但是最后的部分呢？实际上与门闩相互作用并形成关闭门的安全结合的部分呢？
当从端部卸下四个螺钉后，可以旋转它，使门锁可以从 4 个侧面中的任意一个进入，或者端部的 4 个位置，每个位置旋转 90 度。这样，该开关共有 8 个可用的锁定位置配置。
当整个锁定机构被拆下时，一个小的润滑橡胶防尘盖可以防止污染物和湿气进入主外壳内部。
图 5.端部锁定机构的连接。图片由作者提供
当螺线管通电时，杆拉回到外壳中，从而允许闩锁机构旋转。这允许门锁打开和关闭，但仅当螺线管通电时。
如果断电或螺线管未通电，机械弹簧可确保螺线管保持伸出状态，并且门锁无法移除。
图 6.从端子到闩锁的完整电气和螺线管交互。图片由作者提供
观察安全开关内部
希望不用说，如果您遇到拆卸过的安全开关，则其额定值已受到损害，不应再次使用。就我而言，无论如何，这些都是注定要被扔掉的多余设备，但这些交换机并不是为服务而设计的。
根据手册，任何显示机械或电气损坏的开关都应立即更换。否则，人员或设备的安全可能面临风险。
现在您已经了解了这些开关的内部，也许您对它们的工作原理以及为什么端子必须以某种方式接线以保持安全有了更好的理解和欣赏。