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的方法對硬件以及相關軟件、通訊對設計的安全控制系統(tǒng)進行頻繁檢測，對程序CRC實施校驗，設置安全認證功能環(huán)節(jié)。安全輸入裝置包括緊急停止設備、安全進入設備，例如安全門開關、連鎖裝置。還有安全觀點設備，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而成。如果K1有問題產生，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將外部接線的故障與內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的本質差異。就算處理器中有一部分產生了問題，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量的驅使下停機，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問題，系統(tǒng)仍然會照常運轉，但是如果有兩個處理器出現異常時，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，就會相應投入到不同的駛入寄存器中，再由與之對應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)以及處理的結果等，都會由安全繼電器的內部暫存設備，通過彼此對比分析，從而判斷其系統(tǒng)的故障。一旦結果不一樣，就依據系統(tǒng)的不同特性，迅速作出反應。通過兩條物理接線，構成雙通道的形式進入安全繼電器，構成輸入回路的工作。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調整為0，不管是哪一種方式產生了故障，剩下的仍然會依照預先設好的安全功能執(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。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，在監(jiān)控系統(tǒng)中所設置的參數，在整個系統(tǒng)正常運行的情況下，是不會出現任何反應的。但是一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，或者安全信號出現變故，安全系統(tǒng)就會撤銷系統(tǒng)的主動權，再根據預先設好的邏輯程序，從而進行安全控制，讓事故控制在最小限度的范圍之內。