مزايا ودور المرحلات الأمنية

الدور:
إن الوظيفة الأهم للمرحل الآمن هي بناء دائرة تحكم أمنية عالية الموثوقية. وعند حدوث عطل داخلي أو في معدات خارجية، يمكنه ضمان انتقال النظام إلى حالة آمنة (عادة التوقف)، وبالتالي حماية سلامة الأشخاص والمعدات.

على عكس المرحلات العادية، يتم تصميم المرحلات الأمنية وفقًا لمبدأ "العطل الآمن". وهذا يعني أنه حتى في حال وجود أعطال داخلية (مثل التصاق التلامسات، أو احتراق الملف، أو كسر الزنبرك، إلخ)، سيتم فصل المخرجات قسريًا، مما يؤدي إلى توقف تشغيل المعدات الخاضعة للتحكم بدلًا من الاستمرار بالعمل بشكل خطير.

الوظائف الرئيسية:
1. هيكل تلامسات توجيه قسري
هذه هي الفروق الأساسية بين المرحلات الأمنية والمرحلات العادية. فهي تحتوي على هيكل ميكانيكي مقفل خاص يضمن عدم إمكانية إغلاق التلامسات المفتوحة عادةً مع التلامسات المغلقة عادةً في الوقت نفسه.

مبدأ العمل: عندما يتم تغذية الملف كهربائيًا، فإن التلامس المفتوت عادةً يُغلق، بينما يتوقف التلامس المغلق عادةً عن الإغلاق. إذا لم يمكن فتح التلامسات المفتوتة عادةً بسبب عطل (مثل لحام انصهار التلامسات)، فإن القفل الميكانيكي الداخلي سيمنع التلامسات المغلقة عادةً من الإغلاق. وبهذه الطريقة، أثناء الفحص الأمني (مثل اختبار الدائرة قبل إعادة الضبط)، يمكن لنظام التحكم أن يكتشف الأعطال من خلال ملاحظة أن التلامسات المغلقة عادةً لم تُغلق، وبالتالي يمنع تشغيل الجهاز.

الهدف: الكشف النشط عن أعطال التلامس الخاصة به ومنع فشل الوظيفة الأمنية الناتج عن التصاق التلامسات.

2. التصميم الزائد والرصد الذاتي
التصميم الزائد: عادةً ما تحتوي المرحلات الأمنية على دائرتين أو ثلاث دوائر مستقلة تعمل معًا للتحكم المشترك في المخرج. لن يتم توصيل المخرج الأمني النهائي إلا عندما تعمل جميع المرحلات الداخلية بشكل طبيعي. وإذا تعطل أي منها، سيتم قطع المخرج بالكامل.

المراقبة الذاتية: من خلال مراقبة حالة المخارج الداخلية (باستخدام مبدأ التوجيه الإجباري) والعلاقة المنطقية لإشارات الدخل، يمكن للمرحل الآمن أن يُجري تشخيصًا ذاتيًا باستمرار. وبمجرد اكتشاف أي خلل، فإنه يُقفل فورًا ويقطع المخرج.

3. دخلا قناتين

تم تصميم معظم المراحل الأمنية بقناتي دخل مستقلتين (على سبيل المثال، CH1 وCH2) لتوصيل أجهزة السلامة مثل أزرار إيقاف الطوارئ، ومفاتيح الأبواب الآمنة، والستائر الضوئية، وما إلى ذلك.

4. الهدف:

كشف القصر: إذا حدث قصر بين خطَّي إشارة الدخل، فيمكن للمرحلة الآمنة اكتشافه من خلال الحكم المنطقي. على سبيل المثال، عند الضغط على زر إيقاف الطوارئ، ينبغي نظريًا أن تنفصل القناتان معًا في نفس الوقت. وإذا انفصلت واحدة فقط بينما تظل الأخرى في وضع التشغيل "on" بسبب حدوث قصر، فإن المرحل سيُصنف ذلك على أنه عطل ويُقفل النظام.

تعزيز الموثوقية: يوفر القناة المزدوجة وظيفة الاستبدال. حتى في حالة فشل إحدى القنوات، يمكن للقناة الأخرى لا تزال تفعيل وظائف السلامة.

5. وظيفة إعادة التعيين اليدوية الموثوقة
بعد استعادة شروط السلامة (مثلاً عند إعادة تعيين زر إيقاف الطوارئ أو إغلاق باب السلامة)، لن يستأنف المرحل الآمن الإخراج تلقائيًا. بل يجب إعادة تعيينه يدويًا من خلال زر "إعادة تعيين" منفصل وواضح أو إشارة مخصصة لذلك.

الهدف: ضمان أن يكون المشغل قد تأكد شخصيًا من حالة السلامة في الموقع وقام بتشغيل عملية إعادة التعيين بشكل نشط قبل إعادة تشغيل المعدات. وهذا يمنع إعادة تشغيل الجهاز بالخطأ عندما لم تُزال بعد أسباب الخطر.

6. مؤشر الحالة
غالبًا ما تكون المحاور الآمنة مجهزة بعدة مؤشرات ضوئية (LED) (مثل طاقة التشغيل، حالة قناة الإدخال، حالة الإخراج، حالة العطل، إلخ)، مما يتيح تشخيصًا سريعًا لحالة النظام ويسهل اكتشاف الأعطال والصيانة.