大專機械制造論文發(fā)表

　　機械制造是促進我國經濟發(fā)展的主要行業(yè),隨著社會的不斷進步,很多人逐漸意識到了環(huán)境保護的重要性。下文是學習啦小編為大家搜集整理的關于大專機械制造論文發(fā)表的內容，歡迎大家閱讀參考!

　　大專機械制造論文發(fā)表篇1

　　淺析機械制造中的安全控制系統(tǒng)

　　摘要： 目前,在機械制造系統(tǒng)中,安全控制系統(tǒng)的可靠性是衡量該臺機械是否符合安全要求的重要依據(jù)。本文在分析安全控制系統(tǒng)基本概念基礎上,對于安全邏輯控制設備組成及特點進行詳細分析,對于保證機械制造系統(tǒng)中的安全問題具有一定作用。

　　關鍵詞： 機械制造;安全控制系統(tǒng);設備特點;安全繼電器;PLC;安全總線

　　0 引言

　　機械的安全性就是機械安全使用說明書規(guī)定的預定使用條件下執(zhí)行其功能和在運輸、安裝、調整、拆卸和處理時不產生傷害或危害健康的能力。任何一臺機械都有風險,會導致危險。這些風險和危險都會導致事故的發(fā)生、對人員造成傷害。當我們能夠關注機械本身的安全性能的時候,其安全功能應該由安全自動化控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。安全控制系統(tǒng)的正確設計會影響到機械的安全性能。安全控制系統(tǒng)的可靠性是衡量該臺機械是否符合安全要求的重要依據(jù)[1],本文對于相關問題進行分析。

　　1 安全控制系統(tǒng)

　　所謂的安全(控制)系統(tǒng),是在開車、停車、出現(xiàn)工藝擾動以及正常維護、操作期間對生產裝置提供安全保護。一旦當工廠裝置本身出現(xiàn)危險,或由于人為原因而導致危險時,系統(tǒng)立即做出反應并輸出正確信號,使裝置安全停車,以阻止危險的發(fā)生或事故的擴散。它包括了現(xiàn)場的安全信號,如緊急停止信號、安全進入信號、閥反饋信號、液位信號等,邏輯控制單元和輸出控制單元[2]。無論在機械制造領域還是在流程化工領域,安全控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)運轉中不可或缺的一部分。

　　從安全控制系統(tǒng)的結構圖我們可以看出,安全控制鏈由輸入(如傳感器)、邏輯(如控制器)、輸出(如觸發(fā)裝置)構成。從邏輯上來說,對于安全信號的控制功能可以采用普通繼電器、普通PLC、標準現(xiàn)場總線或DCS 等邏輯控制元器件,從表面上達到我們所需要的邏輯輸出。但是,我們可以注意到,普通繼電器、普通PLC、標準現(xiàn)場總線或DCS 不屬于安全相關元器件或系統(tǒng)。它們在進行安全相關控制的時候可能會出現(xiàn)以下安全隱患:處理器不規(guī)則、輸入/輸出卡件硬件故障、輸入回路故障(比如短路、觸點融焊)、輸出元器件故障(如觸點融焊)、輸出回路故障(如短路、斷路)、通訊錯誤等。這些安全隱患,都會導致安全功能失效,從而導致事故的發(fā)生。所以,安全控制系統(tǒng)就是要求能夠可靠的控制安全輸入信號,一旦當安全輸入信號變化或安全控制系統(tǒng)中出現(xiàn)任何故障,立即做出反應并輸出正確信號,使機器安全停車,以阻止危險的發(fā)生或事故的擴散。

　　安全控制系統(tǒng)的硬件主要采取了以下措施來達到安全要求:1)采用冗余性控制;2) 采用多樣性控制;3)頻繁、可靠的檢測(對硬件、軟件、通訊);4) 程序CRC 校驗;5) 安全認證功能塊。

　　常見的安全輸入設備包括由緊急停止設備、安全進入裝置(安全門開關或聯(lián)鎖裝置)、安全光電設備(安全光幕、安全光柵、安全掃描儀)。安全邏輯部分常采用安全繼電器、安全PLC 和安全總線系統(tǒng)。

　　2 安全邏輯控制設備

　　邏輯控制設備是整個安全控制系統(tǒng)中最重要的一部分。它需要接收安全信號,進行邏輯分析,可靠的進行安全輸出控制?，F(xiàn)代自動化安全控制領域中,安全系統(tǒng)的控制元器件有安全繼電器、安全PLC 和安全總線控制系統(tǒng)。

　　2.1 安全繼電器

　　安全繼電器,或者稱為安全繼電器模塊,是最簡單的安全邏輯控制元器件。其特點是采用了冗余的輸出控制和自我檢測的功能,實現(xiàn)了對輸出負載的可靠控制。

　　該模塊的存在2 個安全輸出觸點,這兩個安全輸出觸點在內部是由來自2個不同的特殊繼電器K1 和K2 的常開觸點串連而組成。當K1 出現(xiàn)故障的時候,K2 依然可以實現(xiàn)安全觸點斷開的功能。同時,安全繼電器模塊可以通過內部電路進行自檢,檢測出外部接線故障和內部元器件的故障。

　　2.2 安全可編程控制器

　　安全可編程控制器采用了多套中央處理器進行控制,并且這些處理器來自不同的生產商。這樣的控制方式符合了冗余、多樣性控制的要求。這是安全PLC 與普通PLC最根本的區(qū)別。當一定數(shù)量的處理器出現(xiàn)故障后,完好的處理器依然執(zhí)行安全功能,切斷所有安全輸出使系統(tǒng)停機。導致系統(tǒng)停機的處理器的故障數(shù)量取決于不同的系統(tǒng)。如,1oo2 系統(tǒng)(2 取1 的系統(tǒng)),一旦一個處理器出現(xiàn)故障,系統(tǒng)立刻進入故障安全狀態(tài);又如,2oo3 系統(tǒng)(3 取2 的系統(tǒng)),當一個處理器出現(xiàn)故障,系統(tǒng)并不會停機。系統(tǒng)只有在2個處理器同時出現(xiàn)故障的情況下才會導致系統(tǒng)停機。前者我們通常成為2 重冗余系統(tǒng),安全可靠性較高、可用性較低;后者我們通常成為3 重冗余系統(tǒng),其安全可靠性和可用性較高,但相比前者成本高。

　　對于信號的采集、處理和輸出的過程,安全PLC 都采用了冗余控制的方式。當信號進入PLC 后,分別進入多個輸入寄存器,再通過對應的多個中央處理器的處理,最后進入多個輸出寄存器。這樣,安全PLC 就構成了多個冗余的通道。整個過程之中,信號狀態(tài)、處理結果等可以通過安全PLC 內部的暫存裝置進行相互比較,如果出現(xiàn)不一致,則可以根據(jù)不同的系統(tǒng)特性,進入故障安全狀態(tài)或將故障檢測出來。

　　輸入回路可以采用雙通道的方式,通過2 條物理接線進入安全PLC。安全PLC也可以提供安全測試脈沖,用以檢測輸入通道中的故障。安全PLC 的輸出內部電路也采用了冗余、多樣性的方式,對一個輸出節(jié)點進行安全可靠控制。安全PLC 可以通過2 種不同的手段,即切斷基極信號和切斷集電極電源兩種不同的方式,將輸出信號由1 轉變?yōu)?。無論那種方式出現(xiàn)故障,另外一種方式依然完好的執(zhí)行安全功能。同時,安全PLC 提供了內部檢測脈沖,以檢測內部故障。

　　安全PLC 的掃描時間要求為每千條指令1ms 以下?？焖俚闹醒胩幚砉δ懿粌H可以達到緊急停車的要求,同時能夠以較短的時間完成整套系統(tǒng)的安全功能自檢。

　　在軟件方面,安全PLC 必須有可靠的編程環(huán)境、校驗手段,以保證安全。這主要可以通過規(guī)范安全功能編程來實現(xiàn)。如Pilz 的安全PLC,提供了通過認證的MBS 安全標準功能塊,以幫助編程人員進行合理的、安全的編程。這些安全功能塊經過加密,不能夠修改。我們只需要在功能塊的輸入和輸出部分填入相應的地址、參數(shù)和中間變量,即可以完成對安全功能的編程。這些MBS 功能塊涵蓋了機械制造領域及流程化工領域的安全功能控制。

　　2.3 安全總線控制系統(tǒng)

　　安全現(xiàn)場總線系統(tǒng)是以安全PLC、安全輸入輸出模塊、安全總線構成一套離散式控制系統(tǒng)。硬件和通訊的安全可靠是安全總線控制系統(tǒng)的可靠性判斷依據(jù)。在硬件上,安全總線系統(tǒng)的模塊都采用了冗余、高速的可靠元器件。

　　3 結論

　　安全控制系統(tǒng)是一個靜態(tài)的系統(tǒng),其監(jiān)控系統(tǒng)中的安全相關的參數(shù)。在系統(tǒng)正常運行期間,安全控制系統(tǒng)不作出任何響應。但是當系統(tǒng)出現(xiàn)異常、或安全相關信號被觸發(fā),安全控制系統(tǒng)立刻奪去系統(tǒng)的控制權,根據(jù)其內部邏輯,對輸出設備進行安全控制,從而保證了整個系統(tǒng)的安全。安全控制系統(tǒng)中的邏輯控制元器件是決定整個安全控制系統(tǒng)安全等級、設計成本、運行質量的重要因素之一。在安全自動化領域,常用的安全邏輯控制元器件包括有安全繼電器模塊、安全可編程控制系統(tǒng)和安全總線系統(tǒng)。針對不同的應用場合,這些安全邏輯元器件可以配置成合適的安全解決方案。

　　參考文獻

　　[1]孫清泉,徐衛(wèi)國,康健.冷軋機自動化安全控制系統(tǒng)[J]. 設備管理與維修,2008,1.

　　[2]陸武.淺談故障安全控制系統(tǒng)的通信[J].自動化儀表, 2007,28(1).

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