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摘要：主要研究机械制造系统的安全控制系统，介绍了机械制造安全控制系统的组成以及逻辑控制设备，并对安全控制系统在机械制造系统中的应用进行了讨论。
关键词：机械制造；安全控制；系统
机械制造系统运行过程中存在着一定的安全风险，为了保护工作人员生命安全，有必要进一步研究机械制造安全控制系统，避免机械故障和意外事故造成的人身伤害。设计机械制造系统的安全控制系统时，需要从设备生产和安全控制两方面着眼，综合优化设计方案，在提高机械制造系统安全性的同时，加快机械制造效率。
一、机械制造的安全控制系统概念分析
1.1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。
1.3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。
二、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。
2.1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。
2.2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。
2.3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。
三、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。例如；紧急停止系统。
四、机械制造安全控制系统的应用
4.1在汽车制造加工生产线控制系统中的应用
以汽车制造业为例，汽车制造涉及到涂装、焊接、冲压等多个工序，在整个生产工艺流程中，冲压车间的安全风险系数最高，因此在冲压车间有必要引入安全控制系统，在保证工艺性的前提下，为工作人员与设备提供安全防护。
4.1.1紧急停止装置
紧急停止装置能够控制无意重启行为，尤其是在传统控制系统中，一些危险因素有导致意外重启的风险，例如操动头松动，如果错误的启动了操作按钮，机器重新启动就有可能出现意外。因为没有锁定功能，紧急停止装置安全触点将不会一直处于断开状态，保护设备与操作人员人身安全。
4.1.2防护安全门
为了避免工作人员在压机内操作时出现安全事故，需要在压机上安装安全防护门，这是现阶段应用比较广泛的安全控制系统技术，防护安全门能够保证在机器危险动作停止之前，工作人员无法进入危险区域，通过安全防护门的开关监督并控制防护门。
4.2在钢铁制造业的应用
钢铁加工过程中，很多生产环节都十分危险，容易给现场工作人员带来人身伤害。例如钢铁冷轧生产线上，加工原材料是热轧带钢，冷轧之前首先需要进行酸洗除锈，彻底清除冷却后表面形成的氧化铁层，冷轧酸洗之前需要检查酸洗设备的工作状态。冷轧是钢铁加工中制造工艺要求最高的环节，对生产安全的要求也最为严格。工作人员在轧制操作过程中有很多手动作业，如手动装载、清洗、调试和检测等，现场操作过程中如果机械设备出现故障，会给工作人员带来极大的人身安全威胁，因此有必要钢铁加工制造业中引入安全系统，当机械设备故障时能够及时切换到故障安全状态，给操作人员保护自己的时间，将冷轧生产线控制系统分为生产控制系统和安全控制系统两部分，提高冷轧生产线的安全性。
结语：
机械安全控制系统监督机械生产控制系统以及各种生产设备的运行状态，在正常运行状态下，机械安全控制系统主要负责各种设备运行状态参数的监测，一旦设备出现故障，安全控制系统将立即切换为故障安全状态，紧急制动或者维持空转，保护设备与工作人员的安全。
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