機械制造業控制系統的安全自動化技術和應用

殷海訪，王振華

（山東華宇工學院，山東德州 253034）

0 引言

機械安全性能是指正常使用環境中避免對操作工人的傷害，其必須在嚴格遵守機械安全使用說明書的指導下開展作業。大量工作實踐證明，任何機械設備操作、運行過程中都存在不同程度的安全風險因素，一旦相關工作人員操作不當，不僅會導致機械設備發生安全故障，還會導致各類安全事故發生?；诖?，必須要對機械制造業生產制造中的安全故障進行分析，深入研究機械制造業控制系統安全自動化技術的應用途徑。

1 機械制造業安全控制系統的概述

根據機械制造業相關學者研究，不管機械制造設備處于運行或者停止狀態，工作人員針對生產裝置所采取的安全保護措施均可以稱作機械制造業安全控制系統。在機械制造生產過程中，機械設備本身就存在一定的隱患與操作危險，在相關工作人員操作不當的時候也會出現安全問題，此時安全控制系統就需要根據相關數據信息系統分析出的安全故障信息，在第一時間內對該安全故障信息做出反應，并及時輸出正確的信號，保證機械制造設備在安全狀態下停止，盡可能減少發生機械設備安全事故的概率，盡可能控制事故發生時的發展、擴展態勢，避免因為事故擴散導致機械制造生產的后續危害。機械制造業安全控制系統主要由輸出控制單元、邏輯控制單元和現場安全信號三部分構成。根據當前社會發展概況，不斷提升機械制造行業中對安全自動化控制技術的應用水平具有重要意義。在機械制造中通過應用由安全進入裝置、多樣性控制、安全總線系統、冗余性控制和緊急停止設備等構成的機械制造行業安全控制系統的硬件安全措施，可以促使機械制造業控制系統安全控制水平有效提升，保證操作員工的安全。

2 機械制造業控制系統安全自動化技術的應用

2.1 在鋼鐵制造業控制系統的應用

當前社會中，隨著社會經濟水平的不斷提高，越來越多的人們選擇汽車作為主要交通工具，鋼鐵制造業隨之獲得較大發展。車用金屬板材的主要制造工藝有沖壓、焊裝和涂裝等，其中最核心的環節是沖壓，該工藝是汽車制造中危險系數最高的生產工藝。在高速沖壓生產線中應用安全自動化技術，不僅能夠保證工藝過程，還能有效提升生產的安全性，使工作人員在安全的工作環境中制造生產。針對當前汽車制造業中對安全自動化技術的應用情況，一般應用緊急停止裝置和防護安全門設備兩種安全自動化控制系統。在鋼鐵制造業控制系統中應用安全自動化技術，其中的緊急停止裝置能夠對無意失誤操作的重新啟動進行控制。在鋼鐵制造業的控制系統中，應用傳統控制裝置仍存在一定的危險因素，如果系統中存在操縱頭松動問題，很容易導致操作人員錯誤操作啟動按鈕，導致機器重新啟動，使整個生產制造流程處在危險環境中，引發各類安全、危險事故發生；而且由于系統尚未鎖定，會導致緊急停止裝置的安全觸點不會始終保持斷開狀態，一旦系統重新啟動，可能嚴重危害工作人員的生命安全。鋼鐵制造業控制系統中應用安全自動化技術，其中的防護安全門設備可以較好地監督與控制移動式防護門。根據當前的鋼鐵制造業中控制系統生產制造情況，為了盡可能減少與規避工作人員在壓機內的安全事故隱患，可以采取最普遍、應用最廣泛的安全自動化技術，即防護安全門設備。通過應用防護安全門設備，在整個機器的所有危險運動停止前，工作人員受到安全防護門設備的限制，無法進入到危險區域內，從而減少安全事故發生的概率，這也是未來鋼鐵制造業控制系統中應用安全自動化技術的重要研究方向。

2.2 在汽車制造業控制系統的應用

在鋼鐵制造業中，如果不采取有效的安全控制管理措施，就會導致其中的制造生產工藝環節對參與生產的工人造成嚴重傷害，甚至嚴重威脅工人的生命安全。鋼鐵冷軋廠的生產制造中使用大量的熱軋帶鋼，在生產中需要熱軋帶鋼進入酸洗流水線。經過酸洗流水線之后，熱軋帶鋼的表面在冷卻后形成一層氧化鐵，如果處理不當，就會對工人造成傷害。為了有效保證參與制造生產的工人人身安全，需要采取有效措施來徹底清理熱軋帶鋼表面的氧化鐵膜。在冷軋之前采取徹底、有效的酸洗，是保證機器穩定運行的技術處理方式。與其他生產環節相比，冷軋流水線工藝是整個鋼鐵制造生產過程中對安全要求最高的環節，其中采取的安全控制技術也是最復雜的。其要求負責調試的工作人員必須保證手動裝載、清洗、調試和檢測等一系列操作的規范性、有效性，如果操作不當或機械發生故障，很可能對工作人員造成嚴重傷害。在汽車制造業生產中，將控制和最大限度降低機器風險作為工作目標，在系統中合理應用安全控制設備，有效確保相關人員的人身安全。根據在汽車制造業中控制系統的實際應用，機器維修環節需要操作調試工作人員具備較高的專業素養。因為機器本身的控制功能較為復雜，如果操作不當，很容易導致機械的安全性能受到影響。為了有效提升機器的安全性能，要求操作調試人員必須采取有效的安全保護措施，保障了機械的安全性能，調試工作人員的安全也就得到了保障。根據實際工作情況，鋼鐵制造業控制系統中應用的安全自動化技術通常包括了非安全系統和安全系統，通過非安全系統有效、嚴格地控制整套冷軋線工藝，安全系統可以有效控制生產制造現場所有的安全功能。

2.3 在風力發電機組控制系統的應用

對風力發電機組中的核心技術進行分析，發現其核心技術是電氣控制系統，要想保證風機運行的安全性、可靠性，就必須保證電氣控制系統的安全性。風力發電機組控制系統中應用安全自動化技術，其安全自動化系統主要是由安全系統、標準控制系統兩部分構成，其概念也存在一定差異。控制系統將接受到的風力發電機組信息作為判斷調節發電機組的主要依據，保證系統中的風力發電機組處于正常運行狀態。安全系統比標準控制系統在邏輯方面更加具有優勢，在該風力發電機組的電氣控制系統運行時，一旦風機運行超出了安全值，該安全自動化技術就會發揮作用。風力發電機組控制系統獲得運行信息，如果安全系統與標準控制系統發生沖突，則設置標準控制系統的相關功能完全服從安全系統的要求，然后再執行相關操作。在發電機組控制系統中應用安全自動化技術時，安全系統的根本職能是監督、控制系統運行中的各類安全信號，獲取系統運行產生的振動、臨界功率和臨界轉速等信息，如果某些信息與設定的安全系統數據不符，則在第一時間觸發安全系統，聯動相關制動系統迅速激活，使風力發電機組在故障時及時斷網，保證其生產的安全性。在發電機組控制系統運行過程中，標準控制系統主要發揮監督和控制相關風機運行信號的職能，根據相關運行程序，保證風機處于正常運行狀態。如果運行中出現機器驟停等現象，會觸動控制系統關聯的制動系統，在較短時間內讓整個風機進入空轉或停止狀態。

3 結束語

我國目前在機械制造業系統中應用安全自動化技術仍處于探索研究階段，與西方發達國家的應用水平還存在差距，相關工作人員還缺乏良好的安全意識，不能積極、充分地開發機械產品的附加值。因此，隨著安全自動化技術的迅速發展，為了有效提升機械制造生產的安全性，需要深入研究機械制造業控制系統的安全自動化技術應用，在機械制造業控制系統中靈活、合理地應用安全自動化技術。