如何加强机械制造系统中安全控制管理

1、如何加强机械制造系统中安全控制管理摘要：文中从介绍机械制造的安全控制系统开始， 探讨了机械制造的安全逻辑控制设备，包括机械制造的安全 继电器、机械制造的安全可编程控制器和机械制造的安全总 线控制系统；对安全逻辑控制设备组成及特点进行详细分 析，对于提高机械制造系统安全控制问题的提高具有一定的 知道作用。关键词：机械制造安全控制中图分类号：tm630、引言机械制造系统的安全性在某一机械的使用说明书上都 有明确的规定。按照规定使用条件，可以执行该机械的功能, 并能够保证该机械在运输、安装、调整、拆卸和处理时不会 产生伤害人体和周围物体的现象。虽然，任何一台机械都会 存在潜在的风险，都可能会导致出现

2、危险。当一旦这些危险 事故发生，首先就会对人员造成伤害。如果当我们关注机械 制造系统本身安全性能的实现。目前自动化控制系统的正确 设计会影响到机械制造系统的安全性能。安全自动化控制系 统的可靠性是衡量该机械是否符合要求的重要依据。本文对 于机械制造中的安全控制系统相关问题进行分析。1、安全控制系统所谓的安全（控制）系统，是在开车、停车、出现工艺 扰动以及正常维护、操作期间对生产装置提供安全保护。一 旦当工厂装置本身出现危险，或由于人为原因而导致危险 时，系统立即做出反应并输出正确信号，使装置安全停车， 以阻止危险的发生或事故的扩散。它包括了现场的安全信 号，如紧急停止信号、安全进入信号、阀反馈

3、信号、液位信 号等，逻辑控制单元和输出控制单元2。无论在机械制造 领域还是在流程化工领域，安全控制系统是整个系统运转中 不可或缺的一部分。从安全控制系统的结构图我们可以看出，安全控制链由 输入（如传感器）、逻辑（如控制器）、输出（如触发装置） 构成。从逻辑上来说，对于安全信号的控制功能可以采用普 通继电器、普通plc、标准现场总线或dcs等逻辑控制元器 件，从表面上达到我们所需要的逻辑输出。但是，我们可以 注意到，普通继电器、普通plc、标准现场总线或dcs不属 于安全相关元器件或系统。它们在进行安全相关控制的时候 可能会出现以下安全隐患：处理器不规则、输入/输出卡件 硬件故障、输入回路故障（

4、比如短路、触点融焊）、输出元 器件故障（如触点融焊）、输出回路故障（如短路、断路）、 通讯错误等。这些安全隐患，都会导致安全功能失效，从而 导致事故的发生。所以，安全控制系统就是要求能够可靠的 控制安全输入信号，一旦当安全输入信号变化或安全控制系 统中出现任何故障，立即做出反应并输出正确信号，使机器 安全停车，以阻止危险的发生或事故的扩散。安全控制系统的硬件主要采取了以下措施来达到安全 要求：1）采用冗余性控制；2）采用多样性控制；3）频繁、 可靠的检测（对硬件、软件、通讯）；4）程序crc校验；5） 安全认证功能块。常见的安全输入设备包括由紧急停止设备、安全进入装 置（安全门开关或联锁装置）

5、、安全光电设备（安全光幕、 安全光栅、安全扫描仪）。安全逻辑部分常采用安全继电器、 安全plc和安全总线系统。2、安全逻辑控制设备逻辑控制设备是整个安全控制系统中最重要的一部分。 它需要接收安全信号，进行逻辑分析，可靠的进行安全输出 控制。现代自动化安全控制领域中，安全系统的控制元器件 有安全继电器、安全plc和安全总线控制系统。2. 1安全继电器安全继电器，或者称为安全继电器模块，是最简单的安 全逻辑控制元器件。其特点是采用了冗余的输出控制和自我 检测的功能，实现了对输出负载的可靠控制。该模块的存在2个安全输出触点，这两个安全输出触点 在内部是由来自2个不同的特殊继电器k1和k2的常开触 点

6、串连而组成。当k1出现故障的时候，k2依然可以实现安 全触点断开的功能。同时，安全继电器模块可以通过内部电 路进行自检，检测出外部接线故障和内部元器件的故障。2.2安全可编程控制器安全可编程控制器采用了多套中央处理器进行控制，并 且这些处理器来自不同的生产商。这样的控制方式符合了冗 余、多样性控制的要求。这是安全plc与普通plc最根本的 区别。当一定数量的处理器出现故障后，完好的处理器依然 执行安全功能，切断所有安全输出使系统停机。导致系统停 机的处理器的故障数量取决于不同的系统。如，loo2系统 （2取1的系统），一旦一个处理器出现故障，系统立刻进 入故障安全状态；又如，2oo3系统（3取

7、2的系统），当一 个处理器出现故障，系统并不会停机。系统只有在2个处理 器同时出现故障的情况下才会导致系统停机。前者我们通常 成为2重冗余系统，安全可靠性较高、可用性较低；后者我 们通常成为3重冗余系统，其安全可靠性和可用性较高，但 相比前者成本高。对于信号的采集、处理和输出的过程，安全plc都采用 了冗余控制的方式。当信号进入plc后，分别进入多个输入 寄存器，再通过对应的多个中央处理器的处理，最后进入多 个输出寄存器。这样，安全plc就构成了多个冗余的通道。 整个过程之中，信号状态、处理结果等可以通过安全plc内 部的暂存装置进行相互比较，如果出现不一致，则可以根据 不同的系统特性，进入故

8、障安全状态或将故障检测出来。输入回路可以采用双通道的方式，通过2条物理接线进 入安全plc。安全plc也可以提供安全测试脉冲，用以检测 输入通道中的故障。安全plc的输出内部电路也采用了冗 余、多样性的方式，对一个输出节点进行安全可靠控制。安 全plc可以通过2种不同的手段，即切断基极信号和切断 集电极电源两种不同的方式，将输出信号由1转变为0。无 论那种方式出现故障，另外一种方式依然完好的执行安全功 能。同时，安全plc提供了内部检测脉冲，以检测内部故障。安全plc的扫描时间要求为每千条指令1ms以下。快 速的中央处理功能不仅可以达到紧急停车的要求，同时能够 以较短的时间完成整套系统的安全功

9、能自检。在软件方面，安全plc必须有可靠的编程环境、校验手 段，以保证安全。这主要可以通过规范安全功能编程来实现。 如p订z的安全plc,提供了通过认证的mbs安全标准功能 块，以帮助编程人员进行合理的、安全的编程。这些安全功 能块经过加密，不能够修改。我们只需要在功能块的输入和 输出部分填入相应的地址、参数和中间变量，即可以完成对 安全功能的编程。这些mbs功能块涵盖了机械制造领域及流 程化工领域的安全功能控制。2. 3安全总线控制系统安全现场总线系统是以安全plc、安全输入输出模块、 安全总线构成一套离散式控制系统。硬件和通讯的安全可靠 是安全总线控制系统的可靠性判断依据。在硬件上，安全总 线系统的模块都采用了冗余、高速的可靠元器件。3、结论安全控制系统是一个静态的系统，其监控系统中的安全 相关的参数。在系统正常运行期间，安全控制系统不作出任 何响应。但是当系统出现异常、或安全相关信号被触发，安 全控制系统立刻夺去系统的控制权，根据其内部逻辑，对输 出设备进行安全控制，