機械安全論文：機械制造安全管控系統(tǒng)探究

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本文作者：李安 單位：西北機器有限公司

在這種情況下，人們提出了建立機械制造系統(tǒng)中的安全控制系統(tǒng)，這種安全控制系統(tǒng)應(yīng)該由感知體系、信息傳輸、提取與處理體系、分析體系、安全反應(yīng)體系、自診斷體系和管理體系組成。安全控制系統(tǒng)的硬件必須是滿足冗余性控制、多樣性控制的要求，這就需要使用安全科學(xué)的方法對硬件以及相關(guān)軟件、通訊對設(shè)計的安全控制系統(tǒng)進行頻繁檢測，對程序CRC實施校驗，設(shè)置安全認證功能環(huán)節(jié)。安全輸入裝置包括緊急停止設(shè)備、安全進入設(shè)備，例如安全門開關(guān)、連鎖裝置。還有安全觀點設(shè)備，例如安全光棚、安全光幕。邏輯環(huán)節(jié)中常見的就是安全繼電器以及安全總線系統(tǒng)等等。

安全繼電器有著簡單、安全的獨特優(yōu)勢，其是安全邏輯控制元器件中的重要組成部分，也叫做安全繼電器模塊。其主要功能就是能夠進行自我檢測，并且應(yīng)用冗余的輸出控制功能，對輸出的負載實行有效管理以及控制。在繼電器中，有兩個安全輸出觸電，分別由兩個不一樣的繼電器K1與K2組成，在它們的常開觸電串聯(lián)而成。如果K1有問題產(chǎn)生，K2卻不會受到影響，其可以將安全觸電斷開繼續(xù)照常運行。另外，安全繼電器的自我檢測功能使其能夠?qū)⑼獠拷泳€的故障與內(nèi)部元件器件故障及時進行判斷。

安全型PLC是由許多套的中央處理器來實施管理，處理器分別由不同的廠家生產(chǎn)提供，從而保證了冗余、多樣化的標準達到符合。同時，這也是安全型PLC跟普通PLC的本質(zhì)差異。就算處理器中有一部分產(chǎn)生了問題，但是其他的處理器卻仍然正常工作，實行安全功能，將全部的安全輸出切斷，從而將系統(tǒng)停止運行。不同的系統(tǒng)會使處理器在一定數(shù)量的驅(qū)使下停機，例如1oo2系統(tǒng)，即2取1系統(tǒng)，也叫做2重冗余系統(tǒng)，只要其中一個出現(xiàn)異常，系統(tǒng)都會馬上進入故障安全狀態(tài)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是安全性與可靠性都比較高，缺點是能夠利用的機會較低。例如2oo3系統(tǒng)，就是如果只是其中一個處理器出現(xiàn)問題，系統(tǒng)仍然會照常運轉(zhuǎn)，但是如果有兩個處理器出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)就會馬上進入故障安全狀態(tài)，停機運行，即3取2系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的安全性、可利用性以及可靠性都能得到保證，但是投入的經(jīng)濟成本較高。在安全信號的收集、整理以及輸出的過程中，采取了冗余控制的措施。一旦信號進入到PLC以后，就會相應(yīng)投入到不同的駛?cè)爰拇嫫髦?，再由與之對應(yīng)的中央處理器進行處理，最后才進入到輸入寄存器中工作。如此一來，眾多冗余的通道就組成了安全繼電器。在全部程序的進行中，信號的狀態(tài)以及處理的結(jié)果等，都會由安全繼電器的內(nèi)部暫存設(shè)備，通過彼此對比分析，從而判斷其系統(tǒng)的故障。一旦結(jié)果不一樣，就依據(jù)系統(tǒng)的不同特性，迅速作出反應(yīng)。通過兩條物理接線，構(gòu)成雙通道的形式進入安全繼電器，構(gòu)成輸入回路的工作。同時，還能夠利用安全測試脈沖對輸入通道的異常進行檢測。在安全繼電器的內(nèi)部，同樣采取了冗余控制的措施。其能夠利用兩種不一樣的方式，也就是將基極信號或者集電極電源切斷，然后把輸出的信號從1調(diào)整為0，不管是哪一種方式產(chǎn)生了故障，剩下的仍然會依照預(yù)先設(shè)好的安全功能執(zhí)行造作。

安全PLC、安全輸入輸出模塊以及安全總線組成了安全總線控制系統(tǒng)，是一種離散式控制系統(tǒng)。進行安全總線控制系統(tǒng)的穩(wěn)當性判斷，就是硬件以及通訊的是否安全為依據(jù)。對于硬件方面，采取了冗余控制的措施，以高速、可靠的元器件維持運行。

在機械制造系統(tǒng)中的安全控制系統(tǒng)，是以一種靜態(tài)的方式呈現(xiàn)，在監(jiān)控系統(tǒng)中所設(shè)置的參數(shù)，在整個系統(tǒng)正常運行的情況下，是不會出現(xiàn)任何反應(yīng)的。但是一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，或者安全信號出現(xiàn)變故，安全系統(tǒng)就會撤銷系統(tǒng)的主動權(quán)，再根據(jù)預(yù)先設(shè)好的邏輯程序，從而進行安全控制，讓事故控制在最小限度的范圍之內(nèi)。