机械制造中的安全控制系统

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1、机械制造中的安全控制系统　　摘要：本文在分析安全控制系统基本概念基础上，对于安全逻辑控制设备组成及特点进行详细分析，对于保证机械制造系统中的安全问题具有一定作用。关键词：机械制造；安全控制；设备特点中图分类号：X924文献标识码：A一、安全控制系统安全控制系统，简单地说就是在机械运转过程、或者在操作流程中间能够为机械本身以及操作人员提供安全保障的装置。如果机械在使用过程中，自身出现安全问题，或者由于人为因素而产生危险状况的时候，安全控制系统可以很快地做出相应的应对并且能够有效地控制机械自身装置，为操作者提供保护。6从安

2、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（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）、

3、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)、安全光电设备(安全光幕、

4、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。二、安全控制问题6在安全控制系统中，我们很容易发现，整个系统构成了一个链条结构，主要包括：输入、逻辑和输出装置。比方说，传感器属于机械输入装置；控制器属于逻辑分析控制装置；而触发装置属于机械输出链条。出于安全信号控制力强弱的考量，我们以常用PLC、继电器以及现场标准总线等等逻辑方面功能较为突出的控制元件，用以达到我们外在的需求。与此同时我们也要清楚的认识到这些元器件是不属于任何一种安全系统及元件附属的。安全控制问题一旦处理失当，就会给系统安

5、全造成潜在的问题。常见的安全控制问题如下：输入/输出卡件硬件故障、处理器不规则、输出元器件故障、信息反馈出差、输入输出回路故障等。如是类似一些安全隐患最终的后果就是安全失去应有保障，事故不期自来。这样看来，寻求有效可靠的输出信号源来完成安全控制系统的生产是必要的，如果真的遇到一些系统安全故障问题，可以及时的做出信息反馈，并且能够迅速的发挥机械自身系统的补救功能，以此达到防患于未然或者减小事故严重程度的目的。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：采用冗余性控制；采用多样性控制;频繁、可靠的检测；程序CRC校

6、验；安全认证功能块。三、安全逻辑控制设备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。6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、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

7、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，1oo2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

8、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。6安全PLC使用冗余控制的方式进行信号的采集、处理和输出。为了使安全PLC构成了多个冗余的通道，信号一旦进入PLC，便会被分别导入多个输入寄存器，然后经过与之对应的数个中央处理器的处理，最终进入数个输出寄存器。在整个处理过程中，处理结果、信号状态等在通过安全PL