機械制造系統(tǒng)中安全控制系統(tǒng)探討

1、機械制造系統(tǒng)中安全控制系統(tǒng)探討 1引言 隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化程度的加快，更多的機械加工過程中可能出現(xiàn)一些安全事故，威脅到操作者的使用安全，因此在制造系統(tǒng)中設(shè)計更多的安全保障措施，這些安全保障措施需要有相關(guān)的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)控制。當出現(xiàn)違反安全操作的行為或者苗頭的時候，安控制系統(tǒng)第一時間做出反應(yīng)，停止機器，避免造成安全事故。 2機械制造的安全控制系統(tǒng)概念分析 2.1基本概念 安全控制系統(tǒng)主要針對機械制造設(shè)備中的一些安全隱患設(shè)計相關(guān)的安全保障措施，實現(xiàn)一種自動化的控制，一旦出現(xiàn)安全事故隱患，安全控制系統(tǒng)就停止機械的所有動作，從而降低安全事故的后果，安全控制響應(yīng)時間是其性能好壞的重要指標，因為第一時

2、間響應(yīng)降低安全事故造成后果的嚴重程度。因此設(shè)計者在設(shè)計安全控制系統(tǒng)的時候，將安全響應(yīng)時間作為最為重要的設(shè)計因素去考慮1。 2.2組成 安全控制系統(tǒng)主要有三個方面的組成，實現(xiàn)一個閉合的邏輯鏈條。這三個組成部分分別為：信號輸入，邏輯判斷，信號輸出。所謂的信號輸入就是在機械制造設(shè)備中的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)、可能出現(xiàn)安全事故的部件上設(shè)置相關(guān)的傳感器，可能是光學傳感器、也可能是溫度傳感器等，主要就是可以有效接受到可能出現(xiàn)安全事故的危險，將這種可能出現(xiàn)的危險通過傳感器傳遞到安全控制系統(tǒng)的邏輯判斷中樞。所謂的邏輯判斷就是在安全控制系統(tǒng)中有一個進行安全邏輯判斷的設(shè)備，它可以實現(xiàn)對傳感器接受的信號進行安全事故判斷，當沒

3、有安全威脅的時候，可以輸出安全信號，當出現(xiàn)安全威脅的時候，第一時間輸出安全威脅信號。所謂的信號輸出就是將邏輯判斷出的相關(guān)指令信號傳輸?shù)较嚓P(guān)的裝置上，當沒有安全威脅的時候，為空指令，機械制造系統(tǒng)進行正常工作，當出現(xiàn)安全威脅的時候，輸出相關(guān)的停止指令，實現(xiàn)機械制造系統(tǒng)的第一時間停止工作。 2.3安全控制系統(tǒng)的可靠性 安全控制系統(tǒng)是對機械設(shè)備的安全作業(yè)做出及時響應(yīng)的，因此機械設(shè)備的安全事故可以有效反應(yīng)出來，但是安全控制系統(tǒng)也是一種機械設(shè)備，在長期工作之中也可能出現(xiàn)可靠性問題，造成安全事故的誤判斷，最終影響機械設(shè)備的生產(chǎn)。常見的安全控制系統(tǒng)的問題為：信號傳輸?shù)膯栴}，邏輯判斷沒有按程序執(zhí)行等。在設(shè)計中，

4、我們需要提高安全控制系統(tǒng)的可靠性，因為這是機械安全生產(chǎn)的最終保障。 3安全控制系統(tǒng)的邏輯運算設(shè)備 整個安全控制系統(tǒng)中，做出邏輯判斷的設(shè)備是最為關(guān)鍵、核心的裝置，對輸入來的信息（機械制造設(shè)備的安全性）進行邏輯判斷，同時還發(fā)出相關(guān)的指令，對機械設(shè)備的工作做出相關(guān)的動作（繼續(xù)動作或者停止工作）。目前，國內(nèi)機械設(shè)備中的安全控制系統(tǒng)的核心邏輯運算設(shè)備有：安全繼電器、可編程控制器、總線控制系統(tǒng)2。 3.1安全繼電器 安全繼電器是最為簡單的邏輯判斷裝置，通過冗余輸出和自我檢查，有效提高輸出控制信號的有效性，更加準確的輸出相關(guān)信號。一般的安全繼電器有兩個以上的輸出信號源，可以與不同常開的繼電器串聯(lián)。這樣就可以

5、實現(xiàn)有效備份輸出控制信號，當一個安全輸出源出現(xiàn)問題之后，可以啟用另一個安全輸出信號源，從而實現(xiàn)安全控制系統(tǒng)的正常工作。安全繼電器還擁有內(nèi)部自檢電路，可以檢查出繼電器內(nèi)部是否出現(xiàn)問題，這種自檢功能可以實現(xiàn)安全繼電器的可靠性。 3.2可編程控制器 可編程控制器屬于一種較為復雜的處理器，也是最為常見的安全控制系統(tǒng)的邏輯中央。很多的可編程控制器企業(yè)設(shè)計了專門用于安全控制的型號，這種安全控制器與一般的可編程控制器有著一定的區(qū)別，就是當一些處理器出現(xiàn)問題的時候，還有其他的處理器可以正常實現(xiàn)安全控制。目前的可編程控制器可以可靠性最強的就是三重冗余系統(tǒng)。當傳感器將相關(guān)的信號收集到可編程控制器中，該控制器開始實

6、施冗余控制，即多個處理器同時對相關(guān)信號進行邏輯處理，然后將處理出來的指令存入相關(guān)的寄存器中，實現(xiàn)多通道的信號輸出，這些輸出信號進行相互比較，當出現(xiàn)不一致的時候，就認為該控制器出現(xiàn)問題，需要進行安全問題排除。這種控制器的速度在每毫秒千條指令，處理的速度驚人，可以有效滿足安全控制的響應(yīng)時間要求，同時該系統(tǒng)自檢能力也是較強，是最為常見的安全控制系統(tǒng)中的邏輯運算裝置。 3.3總線控制系統(tǒng) 這種控制主要將整個安全控制系統(tǒng)設(shè)計成相對離散的系統(tǒng)，通過現(xiàn)場的數(shù)據(jù)總線進行相互連接，這種系統(tǒng)也可以實現(xiàn)相對比較可靠的安全控制效果，因為它也擁有大量的冗余元器件，這些元器件的運算速度也是比較快的，比較適合安全控制系統(tǒng)的

7、要求。 4安全控制系統(tǒng)在機械制造過程中的具體應(yīng)用案例分析 汽車生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)的流水化作業(yè)，需要加工的原件被吊裝在工位上，實現(xiàn)有效沖壓成型、焊接等工藝，在沖壓成型的工藝中，操作人員的安全威脅最大，一旦與機械配合不到位，將出現(xiàn)十分恐怖的安全事故，造成人員傷殘。在這一工藝流程中，機械制造系統(tǒng)中需要設(shè)計安全系數(shù)較高的安全控制系統(tǒng)，從而有效避免出現(xiàn)安全事故3。例如；緊急停止系統(tǒng)。這是一個十分重要的功能。當出現(xiàn)一些錯誤的啟動機器的操作時，沒有按照這一安全系統(tǒng)的機械將出現(xiàn)重新啟動設(shè)備，這樣就可以造成人員事故，設(shè)計了這一安全緊停系統(tǒng)之后，系統(tǒng)檢測到切刀附近還有人手的時候，將立刻提出指令，機械將第一時間相應(yīng)實現(xiàn)緊停指令，從而避免出現(xiàn)人員事故。 5結(jié)語 安全控制系統(tǒng)是保障機械制造過程中操作者安全的重要屏障。冗余設(shè)計理念可以實現(xiàn)該系統(tǒng)的可靠性提升，從而保證整個安全控制系統(tǒng)正常工作。目前電子信息技術(shù)還在不斷發(fā)展，今后的安全控制系統(tǒng)將實現(xiàn)工作穩(wěn)定性的進一步提升，從而保證機械加工過程中人員安全。 參考文獻： 1馮帥帥.談機械制造系統(tǒng)中的安全控制系統(tǒng)J.中小企業(yè)管理與科技(中旬刊),2016,18(02):124-125. 2萬龍文.對機械制造中安全控制系統(tǒng)有關(guān)問題的探究J.黑龍江科技信息,2015,18(03):111-112. 3房超.車間管理