机械制造业控制系统的安全自动化技术和应用

殷海访，王振华

（山东华宇工学院，山东德州 253034）

0 引言

机械安全性能是指正常使用环境中避免对操作工人的伤害，其必须在严格遵守机械安全使用说明书的指导下开展作业。大量工作实践证明，任何机械设备操作、运行过程中都存在不同程度的安全风险因素，一旦相关工作人员操作不当，不仅会导致机械设备发生安全故障，还会导致各类安全事故发生。基于此，必须要对机械制造业生产制造中的安全故障进行分析，深入研究机械制造业控制系统安全自动化技术的应用途径。

1 机械制造业安全控制系统的概述

根据机械制造业相关学者研究，不管机械制造设备处于运行或者停止状态，工作人员针对生产装置所采取的安全保护措施均可以称作机械制造业安全控制系统。在机械制造生产过程中，机械设备本身就存在一定的隐患与操作危险，在相关工作人员操作不当的时候也会出现安全问题，此时安全控制系统就需要根据相关数据信息系统分析出的安全故障信息，在第一时间内对该安全故障信息做出反应，并及时输出正确的信号，保证机械制造设备在安全状态下停止，尽可能减少发生机械设备安全事故的概率，尽可能控制事故发生时的发展、扩展态势，避免因为事故扩散导致机械制造生产的后续危害。机械制造业安全控制系统主要由输出控制单元、逻辑控制单元和现场安全信号三部分构成。根据当前社会发展概况，不断提升机械制造行业中对安全自动化控制技术的应用水平具有重要意义。在机械制造中通过应用由安全进入装置、多样性控制、安全总线系统、冗余性控制和紧急停止设备等构成的机械制造行业安全控制系统的硬件安全措施，可以促使机械制造业控制系统安全控制水平有效提升，保证操作员工的安全。

2 机械制造业控制系统安全自动化技术的应用

2.1 在钢铁制造业控制系统的应用

当前社会中，随着社会经济水平的不断提高，越来越多的人们选择汽车作为主要交通工具，钢铁制造业随之获得较大发展。车用金属板材的主要制造工艺有冲压、焊装和涂装等，其中最核心的环节是冲压，该工艺是汽车制造中危险系数最高的生产工艺。在高速冲压生产线中应用安全自动化技术，不仅能够保证工艺过程，还能有效提升生产的安全性，使工作人员在安全的工作环境中制造生产。针对当前汽车制造业中对安全自动化技术的应用情况，一般应用紧急停止装置和防护安全门设备两种安全自动化控制系统。在钢铁制造业控制系统中应用安全自动化技术，其中的紧急停止装置能够对无意失误操作的重新启动进行控制。在钢铁制造业的控制系统中，应用传统控制装置仍存在一定的危险因素，如果系统中存在操纵头松动问题，很容易导致操作人员错误操作启动按钮，导致机器重新启动，使整个生产制造流程处在危险环境中，引发各类安全、危险事故发生；而且由于系统尚未锁定，会导致紧急停止装置的安全触点不会始终保持断开状态，一旦系统重新启动，可能严重危害工作人员的生命安全。钢铁制造业控制系统中应用安全自动化技术，其中的防护安全门设备可以较好地监督与控制移动式防护门。根据当前的钢铁制造业中控制系统生产制造情况，为了尽可能减少与规避工作人员在压机内的安全事故隐患，可以采取最普遍、应用最广泛的安全自动化技术，即防护安全门设备。通过应用防护安全门设备，在整个机器的所有危险运动停止前，工作人员受到安全防护门设备的限制，无法进入到危险区域内，从而减少安全事故发生的概率，这也是未来钢铁制造业控制系统中应用安全自动化技术的重要研究方向。

2.2 在汽车制造业控制系统的应用

在钢铁制造业中，如果不采取有效的安全控制管理措施，就会导致其中的制造生产工艺环节对参与生产的工人造成严重伤害，甚至严重威胁工人的生命安全。钢铁冷轧厂的生产制造中使用大量的热轧带钢，在生产中需要热轧带钢进入酸洗流水线。经过酸洗流水线之后，热轧带钢的表面在冷却后形成一层氧化铁，如果处理不当，就会对工人造成伤害。为了有效保证参与制造生产的工人人身安全，需要采取有效措施来彻底清理热轧带钢表面的氧化铁膜。在冷轧之前采取彻底、有效的酸洗，是保证机器稳定运行的技术处理方式。与其他生产环节相比，冷轧流水线工艺是整个钢铁制造生产过程中对安全要求最高的环节，其中采取的安全控制技术也是最复杂的。其要求负责调试的工作人员必须保证手动装载、清洗、调试和检测等一系列操作的规范性、有效性，如果操作不当或机械发生故障，很可能对工作人员造成严重伤害。在汽车制造业生产中，将控制和最大限度降低机器风险作为工作目标，在系统中合理应用安全控制设备，有效确保相关人员的人身安全。根据在汽车制造业中控制系统的实际应用，机器维修环节需要操作调试工作人员具备较高的专业素养。因为机器本身的控制功能较为复杂，如果操作不当，很容易导致机械的安全性能受到影响。为了有效提升机器的安全性能，要求操作调试人员必须采取有效的安全保护措施，保障了机械的安全性能，调试工作人员的安全也就得到了保障。根据实际工作情况，钢铁制造业控制系统中应用的安全自动化技术通常包括了非安全系统和安全系统，通过非安全系统有效、严格地控制整套冷轧线工艺，安全系统可以有效控制生产制造现场所有的安全功能。

2.3 在风力发电机组控制系统的应用

对风力发电机组中的核心技术进行分析，发现其核心技术是电气控制系统，要想保证风机运行的安全性、可靠性，就必须保证电气控制系统的安全性。风力发电机组控制系统中应用安全自动化技术，其安全自动化系统主要是由安全系统、标准控制系统两部分构成，其概念也存在一定差异。控制系统将接受到的风力发电机组信息作为判断调节发电机组的主要依据，保证系统中的风力发电机组处于正常运行状态。安全系统比标准控制系统在逻辑方面更加具有优势，在该风力发电机组的电气控制系统运行时，一旦风机运行超出了安全值，该安全自动化技术就会发挥作用。风力发电机组控制系统获得运行信息，如果安全系统与标准控制系统发生冲突，则设置标准控制系统的相关功能完全服从安全系统的要求，然后再执行相关操作。在发电机组控制系统中应用安全自动化技术时，安全系统的根本职能是监督、控制系统运行中的各类安全信号，获取系统运行产生的振动、临界功率和临界转速等信息，如果某些信息与设定的安全系统数据不符，则在第一时间触发安全系统，联动相关制动系统迅速激活，使风力发电机组在故障时及时断网，保证其生产的安全性。在发电机组控制系统运行过程中，标准控制系统主要发挥监督和控制相关风机运行信号的职能，根据相关运行程序，保证风机处于正常运行状态。如果运行中出现机器骤停等现象，会触动控制系统关联的制动系统，在较短时间内让整个风机进入空转或停止状态。

3 结束语

我国目前在机械制造业系统中应用安全自动化技术仍处于探索研究阶段，与西方发达国家的应用水平还存在差距，相关工作人员还缺乏良好的安全意识，不能积极、充分地开发机械产品的附加值。因此，随着安全自动化技术的迅速发展，为了有效提升机械制造生产的安全性，需要深入研究机械制造业控制系统的安全自动化技术应用，在机械制造业控制系统中灵活、合理地应用安全自动化技术。