電氣安全控制系統(tǒng)必須提供一種高度可靠的安全保護(hù)手段，最大限度地避免機(jī)器的不安全狀態(tài)、保護(hù)生產(chǎn)裝置和人身安全，防止惡性事故的發(fā)生、減少損失。該系統(tǒng)在開車、停車、出現(xiàn)工藝擾動以及正常維護(hù)操作期間對機(jī)器設(shè)備提供安全保護(hù)。一旦當(dāng)機(jī)器設(shè)備本身出現(xiàn)危險，或由于人為原因而導(dǎo)致危險時，系統(tǒng)立即做出反應(yīng)并輸出正確信號，使機(jī)器安全停車，以阻止危險的發(fā)生或事故的擴(kuò)散。一套安全控制系統(tǒng)，由安全輸入信號（即安全功能，如緊急停止信號、安全門信號等）、安全控制模塊（如安全繼電器、安全plc）、和被控輸出元件（如主接觸器、閥等）三部分組成。要使設(shè)備達(dá)到相應(yīng)的安全等級就離不開必要的安全元件和安全線路，常見的安全元件有急停按鈕、雙手按鈕、安全門開關(guān)、安全光柵等。這些元件通過線路（一般是雙回路）連接到安全控制的核心，此核心不是普通的plc，因為它不具備安全功能。具有安全要求的機(jī)器中，普通的繼電器或者plc被廣泛地作為控制模塊，對安全功能進(jìn)行監(jiān)控。從表面看來，這樣的機(jī)器在一定條件下也能夠保證安全性。但是，當(dāng)普通的繼電器和plc由于自身缺陷或外界原因?qū)е鹿δ苁r（如觸點熔焊、電氣短路、處理器紊亂等故障），就會丟失安全保護(hù)功能，引發(fā)事故。而對于安全控制模塊，由于其采用冗余、多樣的結(jié)構(gòu)，加之以自我檢測和監(jiān)控、可靠電氣元件、反饋回路等安全措施，保證在本身缺陷或外部故障的情況下，依然能夠保證安全功能，并且可以及時的將故障檢測出來。從而在最大程度上保證了整個安全控制系統(tǒng)的正常運行，保護(hù)了人和機(jī)器的安全。電氣安全控制的方式大致分為以下幾種：1. 用普通繼電器搭建有自鎖和互鎖功能的雙回路線路。這種是最原始的安全控制方式，能達(dá)到較低的安全等級。其優(yōu)點是成本低廉，缺點是維護(hù)和改造十分復(fù)雜，無法監(jiān)控。2. 使用安全繼電器搭建安全回路。上個世紀(jì)隨著安全繼電器的出現(xiàn)，它已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備中?？梢杂糜诳刂茊我话踩δ?，適用于小型的安全控制系統(tǒng)。其安全輸出通常有繼電器觸點輸出或晶體管輸出。無論采用何種形式的輸出結(jié)構(gòu)，安全繼電器都能夠保證至少2個通道進(jìn)行輸出的控制。在一個輸出通道出現(xiàn)故障的情況下，另外一個冗余的通道依然能夠保證安全繼電器的安全功能，并且及時檢測出故障通道。常見的安全繼電器品牌有皮爾茲、施邁賽等，現(xiàn)在西門子、歐姆龍等系統(tǒng)集成商也都相繼推出了自己的安全繼電器產(chǎn)品。此控制方式成本適中，能達(dá)到較高的安全等級，但如果安全元件多線路依然比較復(fù)雜，不適于大型生產(chǎn)線。3. 使用安全plc進(jìn)行安全控制。安全可編程控制器的cpu采用冗余的多處理器結(jié)構(gòu)。各個處理器之間相互監(jiān)控，一旦出現(xiàn)不一致，立刻使控制器處于安全狀態(tài)，并且發(fā)出報警信息；同時，安全可編程控制器對內(nèi)部的ram，eprom，輸入輸出寄存器等元件進(jìn)行實時監(jiān)控，并且采用特殊的測試脈沖對輸入信號和輸出被控元件進(jìn)行檢測，一旦出現(xiàn)任何不安全隱患，控制器立刻切換至安全保護(hù)狀態(tài)。安全總線系統(tǒng)適用于大型、離散式的安全控制系統(tǒng)。其原理是在現(xiàn)有工業(yè)現(xiàn)場總線的基礎(chǔ)上，采用了一系列的時間檢測、地址檢測、連接檢測和crc冗余校驗等措施，達(dá)到高的安全等級。安全plc是上世紀(jì)末出現(xiàn)的產(chǎn)品，他的優(yōu)點是可編程性能強(qiáng)大，使用安全總線能實現(xiàn)很高要求的安全控制，但成本較高。4. 使用可編程安全繼電器進(jìn)行安全控制?？删幊贪踩^電器是近年推出的安全產(chǎn)品，它介于安全plc和安全繼電器之間，即具有一定的可編程性，價格卻不是很高。安全繼電器是一個多功能、可自由配置的模塊化安全系統(tǒng)。與其他普通安全繼電器不同，可編程安全繼電器的安全電路可在個人電腦上使用圖形配置工具輕松生成。通過基礎(chǔ)模塊上的rs232接口可以直接向可編程安全繼電器寫入程序。
以上簡單介紹了安全控制的幾種方式，那么與安全等級密切相關(guān)的安全元件是如何達(dá)到安全控制的目的的呢？下面進(jìn)行分類介紹：1. 防短路功能。安全線路一般使用雙回路控制，即使有一條線路發(fā)生短路，依然能防止設(shè)備在不滿足要求的狀態(tài)下運行，另外安全繼電器和安全plc都有短路診斷功能。2. 放粘連功能。安全繼電器與普通繼電器不同，普通繼電器在長時間電弧的作用下有可能發(fā)生觸點的粘連，而安全繼電器由于其特殊的結(jié)構(gòu)，能保證在回路不滿足條件的情況下觸點強(qiáng)制斷開。3. 安全區(qū)域功能。通過安全門鎖和安全光柵行程指定的安全區(qū)域，一旦進(jìn)入安全門或穿越光柵，在安全控制的作用下設(shè)備能夠強(qiáng)制停機(jī)，保證生產(chǎn)人員的安全。4. 冗余功能。安全plc和安全總線都具有冗余功能，確保在外界干擾下的安全性能不受影響。