摘要：起重机作为一种提供起重吊装作业的特种设备，如果发生起升机构溜钩、操作失控等情况时有可能造成严重的安全事故。因此，起重机电气控制回路中必须要设计有在紧急情况下，能立即、可靠的断开故障机构或是总供电回路的急停控制回路，以确保起重机在危险情况下能安全停止，保证人身和设备不受到损害。
关键词：起重机；急停模块；安全控制；功能应用；
0引言
起重机如果在使用时发生电气故障、操作失误等紧急情况，必须要进行紧急断电操作，使起重机制动器断电抱闸，确保起重机及被吊物品处于安全状态。传统的起重机急停回路设计主要使用急停按钮控制中间继电器断开各驱动机构供电或是起重机整机总供电回路实现制动器断电抱闸避免起重事故发生。由于中间继电器或是急停按钮因硬件本身特性，存在着触点熔接一起无法断开的风险，为了消除中间继电器触点粘连带来的安全控制回路失效问题，因此各继电器生产厂商研发了安全继电器。本文以多德BI5928.93急停模块为例，详细介绍急停模块在起重机安全回路中的应用。
1起重机急停控制要求
起重机急停开关一般安装在司机室操作台、电气室电气柜控制面板、大车运行机构处、小车运行机构处。主要是用于正常运行、检修时突发故障时给操作人员进行紧急断电控制。如在正常操作时，由于起升变频器故障出现吊钩溜钩，在主令控制器回零位情况下还不能制动停止，操作员需要在司机室按下急停开关使起重机断电促使起升机构制动器断电抱闸，防止继续溜钩发生严重事故。因此急停回路的要求是：首先，必须要随时能可靠断开控制回路；其次，在故障未解除的情况不可再次恢复操作。第三，安装位置方便人员操作。那如何做到可靠的断开控制回路？因此就需要使用到安全继电器。
2急停模块介绍
2.1安全继电器与中间继电器的区别：
继电器(Relay)，根据功能来分主要有电压继电器、电流继电器、时间继电器、功率继电器、温度继电器等等，是一种电子控制器件，具有输出回路和接收回路，通常应用于自动控制回路中。中间继电器是继电器的一种，主要用于各种保护和自动控制线路中，以增加保护和控制回路的触点数量和触点容量，继电器动作后有发光管指示，便于现场观察。
安全继电器顾名思义是一种安全的继电器，包含了一个安全回路中所必须的安全输入，逻辑控制，安全输出等控制单元。安全继电器具备接收外部安全输入信号后通过内部逻辑控制回路判断，准确输出开关信号给应用设备的控制回路。安全继电器一般具有双通道以上保护输出，因此它的输入输出一般都是冗余的。最重要一点是安全继电器的是输出触点是带强制性导向推片的，也就是任何时候安全继电器的常闭NC触点、常开NO触点不可能同时闭合。根据这个特性可以通过外围电路设计有效探测到继电器失效和作出正确的反应。这个强制导向触点是中间继电器所不具备的。
2.2急停模块功能：
急停模块是一种用于机械设备控制电路中安全断开控制回路使设备安全停车的一种安全继电器。本文以多德BI5928.93急停模块为例（见图1）进行应用分析。根据该型号急停模块的模块图和产品手册，该急停模块满足IEC/EN 62061 SIL CL 3级和IEC/EN 61508 和 IEC/EN 61511 SIL 3安全等级标准。具有2常开1常闭瞬时动作触点及3常开延时释放触点。具有单通道S12（通道A）或双通道S32（通道B）运行功能。
当S33-S34端子接入启动控制回路时，启动线路故障检测。也可使用接入S33-S34的启动按钮手动重启或桥接S13-S14自动重启。根据该型号急停模块的功能图可知。启动按钮上的线路故障检测功能特性：第一、只有当时间继电器K1t和K2t释放后，并且S12（通道A）和S32（通道B）两个开关同时接通时，才可激活线路故障检测功能。第二、如果启动按钮在S11,S12,S31,S32通电之前闭合或启动按钮有线路交叉故障时, 则输出触点不会闭合。第三、在延时释放完成之前，该模块将不会重新启动。第四、当继电器被启动后, 经过启动按钮启动后的线路故障将在下一次启动时检测出来且输出触点不会闭合。第五、如果线路发生故障后, 电压已连接到S12,S31,S32, 模块将被激活，该线路故障与正常启动功能相似。急停模块响应简单总结就是要想急停模块有输出动作信号时，前提条件是必须先启动激活模块控制回路，且激活一次仅输出一次，只有在急停模块激活期间按下急停才会有输出响应。因此在工程应用时需特别注意该特点。
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图1 多德BI5928.93急停模块图
3急停模块应用
起重机电气设计中主供电回路一般设有总接触器，各机构一般设分支供电接触器。起重机的机械停车主要是通过断开各机构供电接触器和主供电接触器来实现。为了实现起重机的急停控制功能，可以有很多的元件选择和控制方案选择。本文主要以多德BI5928.93急停模块来实现急停控制。
根据模块功能和应用方案。可以有单通道急停回路、双通道急停回路、双通道带交叉检测急停回路和不交叉检测急停回路等。根据起重机的急停需求，可以采用图2的典型双通道检测外接接触器回路的控制回路，应用功能如下。
如图2中S33、S34接启动线路故障检测回路；S11、S31、S32接双通道急停回路；而输出14、24分别可以接各机构接触器和总接触器相关控制回路，实现起重机各机构供电接触器和总供电接触器全断开的功能，确保任何一个故障的情况下还能保证起重机安全停车，达到控制回路上的冗余设计。
在起重机电气设计时，可以将图2中ON启动按钮替换为各机构的零位触点串联回路，以达到在控制手柄回归零位时将激活急停模块及本次使用保护。K4、K5为各机构接触器和总接触器线圈，其常闭触点接入启动回路，进行联锁。E-STOP接入起重机上各急停按钮触点的串联回路。特别提醒在此应用中，如果启动回路存在线路开路，那么模块将无法激活，即使有急停信号输入，也将无法输出控制信号。因此需要结合PLC控制程序，将模块激活与总接触器和各机构接触器启动实行联锁保护，避免模块没激活情况下急停失效。
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图2 多德BI5928.93带加强外接触点应用案例图
4总结
综上所述，采用急停模块后，急停模块通过自身带有强制导向接点的继电器和冗余通道的配置，可以确定性地输出动作信号，有效提高起重机电气回路应急切断能力。但也可以看出在急停模块没有激活的情况存在急停动作无输出信号的特殊工况。所谓的“安全继电器”并非是“绝对安全的继电器”。因此在实际工程应用中，需要结合电气回路、PLC程序逻辑实现多通道、多回路、冗余配置的急停回路，以确保绝对的安全。
参考文献
[1] SAFEMASTER Emergency Stop Module with time delay BH 5928, BI 5928 [Z].