机械制造系统中安全控制系统探讨

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1引言

随着现代工业生产自动化程度的加快，更多的机械加工过程中可能出现一些安全事故，威胁到操作者的使用安全，因此在制造系统中设计更多的安全保障措施，这些安全保障措施需要有相关的控制系统来实现控制。当出现违反安全操作的行为或者苗头的时候，安控制系统第一时间做出反应，停止机器，避免造成安全事故。

2机械制造的安全控制系统概念分析

2.1基本概念

安全控制系统主要针对机械制造设备中的一些安全隐患设计相关的安全保障措施，实现一种自动化的控制，一旦出现安全事故隐患，安全控制系统就停止机械的所有动作，从而降低安全事故的后果，安全控制响应时间是其性能好坏的重要指标，因为第一时间响应降低安全事故造成后果的严重程度。因此设计者在设计安全控制系统的时候，将安全响应时间作为最为重要的设计因素去考虑[1]。

2.2组成

安全控制系统主要有三个方面的组成，实现一个闭合的逻辑链条。这三个组成部分分别为：信号输入，逻辑判断，信号输出。所谓的信号输入就是在机械制造设备中的一些关键环节、可能出现安全事故的部件上设置相关的传感器，可能是光学传感器、也可能是温度传感器等，主要就是可以有效接受到可能出现安全事故的危险，将这种可能出现的危险通过传感器传递到安全控制系统的逻辑判断中枢。所谓的逻辑判断就是在安全控制系统中有一个进行安全逻辑判断的设备，它可以实现对传感器接受的信号进行安全事故判断，当没有安全威胁的时候，可以输出安全信号，当出现安全威胁的时候，第一时间输出安全威胁信号。所谓的信号输出就是将逻辑判断出的相关指令信号传输到相关的装置上，当没有安全威胁的时候，为空指令，机械制造系统进行正常工作，当出现安全威胁的时候，输出相关的停止指令，实现机械制造系统的第一时间停止工作。

2.3安全控制系统的可靠性

安全控制系统是对机械设备的安全作业做出及时响应的，因此机械设备的安全事故可以有效反应出来，但是安全控制系统也是一种机械设备，在长期工作之中也可能出现可靠性问题，造成安全事故的误判断，最终影响机械设备的生产。常见的安全控制系统的问题为：信号传输的问题，逻辑判断没有按程序执行等。在设计中，我们需要提高安全控制系统的可靠性，因为这是机械安全生产的最终保障。

3安全控制系统的逻辑运算设备

整个安全控制系统中，做出逻辑判断的设备是最为关键、核心的装置，对输入来的信息（机械制造设备的安全性）进行逻辑判断，同时还发出相关的指令，对机械设备的工作做出相关的动作（继续动作或者停止工作）。目前，国内机械设备中的安全控制系统的核心逻辑运算设备有：安全继电器、可编程控制器、总线控制系统[2]。

3.1安全继电器

安全继电器是最为简单的逻辑判断装置，通过冗余输出和自我检查，有效提高输出控制信号的有效性，更加准确的输出相关信号。一般的安全继电器有两个以上的输出信号源，可以与不同常开的继电器串联。这样就可以实现有效备份输出控制信号，当一个安全输出源出现问题之后，可以启用另一个安全输出信号源，从而实现安全控制系统的正常工作。安全继电器还拥有内部自检电路，可以检查出继电器内部是否出现问题，这种自检功能可以实现安全继电器的可靠性。

3.2可编程控制器

可编程控制器属于一种较为复杂的处理器，也是最为常见的安全控制系统的逻辑中央。很多的可编程控制器企业设计了专门用于安全控制的型号，这种安全控制器与一般的可编程控制器有着一定的区别，就是当一些处理器出现问题的时候，还有其他的处理器可以正常实现安全控制。目前的可编程控制器可以可靠性最强的就是三重冗余系统。当传感器将相关的信号收集到可编程控制器中，该控制器开始实施冗余控制，即多个处理器同时对相关信号进行逻辑处理，然后将处理出来的指令存入相关的寄存器中，实现多通道的信号输出，这些输出信号进行相互比较，当出现不一致的时候，就认为该控制器出现问题，需要进行安全问题排除。这种控制器的速度在每毫秒千条指令，处理的速度惊人，可以有效满足安全控制的响应时间要求，同时该系统自检能力也是较强，是最为常见的安全控制系统中的逻辑运算装置。

3.3总线控制系统

这种控制主要将整个安全控制系统设计成相对离散的系统，通过现场的数据总线进行相互连接，这种系统也可以实现相对比较可靠的安全控制效果，因为它也拥有大量的冗余元器件，这些元器件的运算速度也是比较快的，比较适合安全控制系统的要求。

4安全控制系统在机械制造过程中的具体应用案例分析

汽车生产已经实现的流水化作业，需要加工的原件被吊装在工位上，实现有效冲压成型、焊接等工艺，在冲压成型的工艺中，操作人员的安全威胁最大，一旦与机械配合不到位，将出现十分恐怖的安全事故，造成人员伤残。在这一工艺流程中，机械制造系统中需要设计安全系数较高的安全控制系统，从而有效避免出现安全事故[3]。例如；紧急停止系统。这是一个十分重要的功能。当出现一些错误的启动机器的操作时，没有按照这一安全系统的机械将出现重新启动设备，这样就可以造成人员事故，设计了这一安全紧停系统之后，系统检测到切刀附近还有人手的时候，将立刻提出指令，机械将第一时间相应实现紧停指令，从而避免出现人员事故。

5结语

安全控制系统是保障机械制造过程中操作者安全的重要屏障。冗余设计理念可以实现该系统的可靠性提升，从而保证整个安全控制系统正常工作。目前电子信息技术还在不断发展，今后的安全控制系统将实现工作稳定性的进一步提升，从而保证机械加工过程中人员安全。

作者:麻晓燕 单位:延长石油（集团）管道运输公司第三分公司姚店联合站

参考文献：

[1]冯帅帅.谈机械制造系统中的安全控制系统[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2016,18(02):124-125.

[2]万龙文.对机械制造中安全控制系统有关问题的探究[J].黑龙江科技信息,2015,18(03):111-112.

[3]房超.车间管理系统安全技术的研究与开发[D].中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所）,2015(04):27-28.