作为工业安全领域的产品,皮尔兹PNOZ系列安全继电器自1987年急停保护专利以来,已发展为覆盖全球机械安全标准的完整解决方案。其核心价值在于通过冗余电路设计和智能自检功能,为急停系统、安全门监控、光幕防护等场景提供双重安全保障。本文以PNOZ S4型号为例,系统解析其硬件配置、接线规范与逻辑编程方法。
一、硬件结构与状态指示
PNOZ S4采用模块化设计,前面板集成6组LED指示灯:
1.Power灯:绿色常亮表示24V DC/220V AC电源正常接入
2.In1/In2灯:分别对应双通道输入状态,当安全门开关或急停按钮触点闭合时亮起
3.Out灯:晶体管输出Y32导通时亮起,驱动接触器切断主电源
4.Reset灯:复位信号通过S34端子输入时闪烁
5.Fault灯:常亮表示外部故障(如线路短路),闪烁提示内部自检异常
硬件端子布局遵循IEC 60204-1标准,包含:
1.安全输入通道:S11-S12(通道1)、S21-S22(通道2)
2.复位控制端:S34(需与S12短接实现自动复位)
3.安全触点组:13-14、23-24、33-34(常开触点,负载能力2A/250V AC)
4.辅助触点:41-42(常闭触点,用于故障信号反馈)
二、典型应用场景接线规范
1. 急停按钮双通道接线(带触点短路检测)
A1(+24V) ——[急停按钮NC触点1]—— S11
A2(0V) ——[急停按钮NC触点2]—— S21
S12与S22短接后连接急停按钮公共端
S34与S12短接实现自动复位
此配置通过双通道冗余设计,当任一触点熔接故障时,继电器仍能通过另一通道检测到断开信号,确保急停功能可靠性达SIL CL 3标准。
2. 安全光幕双通道接线(自动复位模式)
A1(+24V) ——[光幕OSSD1输出]—— S12
A2(0V) ——[光幕OSSD2输出]—— S22
S34与S12短接,光幕遮挡时OSSD输出中断,继电器立即切断13-14/23-24触点
该方案符合ISO 13855光幕响应时间要求,从检测到障碍物到触点断开时间≤15ms。
三、安全逻辑编程与模式选择
PNOZ S4通过DIP拨码开关提供5种启动模式:
1.自动复位:输入通道恢复后立即重新吸合
2.手动复位:需通过S34端子施加35ms以上脉冲信号
3.下降沿监测:检测启动按钮的断开-闭合过程
4.上升沿监测:要求启动信号保持200ms以上有效
5.启动测试模式:适用于安全门监控,每次启动时验证门闭合状态
以包装机安全门监控为例,采用"启动测试+手动复位"组合模式:
1.初始状态:门闭合时S11-S12/S21-S22导通
2.开门动作:触点断开,13-14/23-24触点释放,设备停机
3.复位流程:关闭门后,需操作控制箱复位按钮使S34导通200ms,继电器重新吸合
四、故障诊断与维护要点
1.Fault灯常亮:检查S11-S12/S21-S22间电压是否在18-30V DC范围内
2.触点不闭合:用万用表测量13-14端子间电阻,正常应≤50mΩ
3.自检失败:通过PNOZconfig软件读取故障代码,常见C12错误表示复位电路超时
4.定期保养:每2000工作小时清洁触点表面氧化层,使用接触电阻测试仪验证触点性能
五、行业应用案例
在某汽车焊接生产线中,PNOZmulti模块化安全继电器实现以下功能:
1.同步监控8个焊接工位的安全光幕
2.通过PROFINET总线与PLC通信
3.集成安全门、急停按钮、双手控制三重防护
4.故障响应时间缩短至8ms,使设备综合效率(OEE)提升12%