機(jī)械安全論文：機(jī)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(jī)器有限公司

在這種情況下，人們提出了建立機(jī)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(duì)硬件以及相關(guān)軟件、通訊對(duì)設(shè)計(jì)的安全控制系統(tǒng)進(jìn)行頻繁檢測(cè)，對(duì)程序CRC實(shí)施校驗(yàn)，設(shè)置安全認(rèn)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(jìn)入設(shè)備，例如安全門(mén)開(kāi)關(guān)、連鎖裝置。還有安全觀點(diǎn)設(shè)備，例如安全光棚、安全光幕。邏輯環(huán)節(jié)中常見(jiàn)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(jiǎn)單、安全的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，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(jìn)行自我檢測(cè)，并且應(yīng)用冗余的輸出控制功能，對(duì)輸出的負(fù)載實(shí)行有效管理以及控制。在繼電器中，有兩個(gè)安全輸出觸電，分別由兩個(gè)不一樣的繼電器K1與K2組成，在它們的常開(kāi)觸電串聯(lián)而成。如果K1有問(wèn)題產(chǎn)生，K2卻不會(huì)受到影響，其可以將安全觸電斷開(kāi)繼續(xù)照常運(yùn)行。另外，安全繼電器的自我檢測(cè)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(shí)進(jìn)行判斷。

安全型PLC是由許多套的中央處理器來(lái)實(shí)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(biāo)準(zhǔn)達(dá)到符合。同時(shí)，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(wèn)題，但是其他的處理器卻仍然正常工作，實(shí)行安全功能，將全部的安全輸出切斷，從而將系統(tǒng)停止運(yùn)行。不同的系統(tǒng)會(huì)使處理器在一定數(shù)量的驅(qū)使下停機(jī)，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(gè)出現(xiàn)異常，系統(tǒng)都會(huì)馬上進(jìn)入故障安全狀態(tài)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是安全性與可靠性都比較高，缺點(diǎn)是能夠利用的機(jī)會(huì)較低。例如2oo3系統(tǒng)，就是如果只是其中一個(gè)處理器出現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)仍然會(huì)照常運(yùn)轉(zhuǎn)，但是如果有兩個(gè)處理器出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)馬上進(jìn)入故障安全狀態(tài)，停機(jī)運(yùn)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(jì)成本較高。在安全信號(hào)的收集、整理以及輸出的過(guò)程中，采取了冗余控制的措施。一旦信號(hào)進(jìn)入到PLC以后，就會(huì)相應(yīng)投入到不同的駛?cè)爰拇嫫髦?，再由與之對(duì)應(yīng)的中央處理器進(jìn)行處理，最后才進(jìn)入到輸入寄存器中工作。如此一來(lái)，眾多冗余的通道就組成了安全繼電器。在全部程序的進(jìn)行中，信號(hào)的狀態(tài)以及處理的結(jié)果等，都會(huì)由安全繼電器的內(nèi)部暫存設(shè)備，通過(guò)彼此對(duì)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(guò)兩條物理接線，構(gòu)成雙通道的形式進(jìn)入安全繼電器，構(gòu)成輸入回路的工作。同時(shí)，還能夠利用安全測(cè)試脈沖對(duì)輸入通道的異常進(jìn)行檢測(cè)。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(hào)或者集電極電源切斷，然后把輸出的信號(hào)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(huì)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(jìn)行安全總線控制系統(tǒng)的穩(wěn)當(dāng)性判斷，就是硬件以及通訊的是否安全為依據(jù)。對(duì)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(yùn)行。

在機(jī)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(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，是不會(huì)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(hào)出現(xiàn)變故，安全系統(tǒng)就會(huì)撤銷(xiāo)系統(tǒng)的主動(dòng)權(quán)，再根據(jù)預(yù)先設(shè)好的邏輯程序，從而進(jìn)行安全控制，讓事故控制在最小限度的范圍之內(nèi)。