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电子信息核心期刊论文发表-电气工程安全控制措施探讨

作者:shaobo 分类:电子论文 时间:2013-08-13

  大权威期刊电子信息论文摘要:为了保证电气系统运行的安全,在正常情况下有关的运行参数应满足运行界限的要求,其中包括备用容量以及按静态和暂态稳定确定的一些安全界限等,并应有一定的安全储备。如超越安全界限,系统进入了正常警戒状态,就应发出告警信号,并采取相应措施,使系统尽快回复到正常安全状态。本文主要就电气工程的安全保护和安全控制需注意的有关问题进行探讨。

  关键词:电子信息论文,期刊论文,电气工程,安全分析,安全控制

  随着现代化生产的不断发展,危险源在生产现场星罗密布。安全控制单元如何为“控制”和“安全”的整体解决方案做出贡献至关重要。以往人们一直依靠对操作人员进行安全教育的方式来确保生产现场的安全,但如今变得越来越困难。因此在设备控制系统的设计阶段,对安全方面的考虑就显得非常重要。基于安全的概念,在设备上应用安全控制系统必不可少。

  1电气安全控制的组成与特点

  评估一台设备的优劣,除了考虑其自动化程度高低外,还应该注重该设备的安全性。从一台设备的设计、制造、使用过程中,安全是一个不可缺的重要内容。在西方国家,如欧盟、美国,早已制定出相关的法律、规范和标准,来保护人和机器的安全。如今,任何一台进入欧洲市场的机器,都必须施加CE标志,以证明这台机器符合指令、达到安全方面的要求。为了提高国产设备的竞争能力、突破西方国家的技术壁垒,设备的安全必须为我们所重视。CE标志是欧盟官方颁布的、统一在工业产品上使用的强制性标志。CE标志是一种产品安全合格的标志。

  设备的安全性能由机械安全防护和电气安全控制系统两方面组成。

  安全控制系统必须提供一种高度可靠的安全保护手段,最大限度地避免机器的不安全状态、保护生产装置和人身安全,防止恶性事故的发生、减少损失。安全控制系统在开车、停车以及正常维护操作期间对机器设备提供安全保护。一旦机器设备本身出现危险,或由于人为原因而导致危险时,系统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。

  一套安全控制系统,由安全输入信号(即安全功能,如紧急停止信号、安全门信号等)、安全控制模块(如安全继电器、安全PLC)、和被控输出元件(如主接触器、阀等)三部分组成。

  要使设备达到相应的安全等级就离不开必要的安全元件和安全线路,常见的安全元件有急停按钮、双手按钮、安全门开关、安全光栅等。这些元件通过线路(一般是双回路)连接到安全控制的核心。具有安全要求的机器中,使用普通的继电器或者一般PLC作为控制模块,对安全功能进行监控,从表面看来,这样的机器在一定条件下也能够保证安全性。但是,当普通的继电器和PLC由于自身缺陷或外界原因导致功能失效时(如触点熔焊、电气短路、处理器紊乱等故障),就会丢失安全保护功能,引发事故。而对于安全控制模块,由于其采用冗余、多样的结构,并具有自我检测和监控、可靠电气元件、反馈回路等安全措施,保证在本身缺陷或外部故障的情况下,依然能够保证安全功能,并且可以及时的将故障检测出来。从而在最大程度上保证了整个安全控制系统的正常运行,保护了人和机器的安全。

  2 电气安全控制方式

  电气安全控制的方式大致分为以下几种:

  (1)用普通继电器搭建有自锁和互锁功能的双回路线路。这种是最原始的安全控制方式,能达到较低的安全等级。其优点是成本低廉,缺点是维护和改造十分复杂,无法监控。

  (2)使用安全组件、安全继电器搭建安全回路。20世纪随着安全继电器的出现,它已经越来越多的应用于各种工业设备中。可以用于控制单一安全功能,适用于小型的安全控制系统。其安全输出通常有继电器触点输出或晶体管输出。无论采用何种形式的输出结构,安全组件、安全继电器都能够保证至少2个通道进行输出的控制。在一个输出通道出现故障的情况下,另外一个冗余的通道依然能够保证安全组件的安全功能,并且及时检测出故障通道。现在西门子、施耐德、欧姆龙等都推出了自己的安全组件、安全继电器产品。且控制方式成本适中,能达到较高的安全等级。

  此外,还有安全PLC和可编程安全组件、安全继电器,在这里不再详述。

  安全组件、安全继电器是由数个继电器与电路组合而成,为的是要能互补彼此的异常缺陷,达到正确且低误动作的继电器的完整功能。

  为了实现不同的安全等级,要对伤害的严重性、危险地频率或持续时间、避免危险地可能性进行评估,把安全等级分为:B、1、2、3、4,安全功能是通过一些与安全相关的元器件实现的,这些元器件都有自己的安全等级,目前,使用最多的就是安全组件、安全继电器。

  安全继电器与一般继电器的主要差别在于:所谓

  “安全继电器”并不是“没有故障的继电器”,而是发生故障时做出有规则的动作。安全线路一般使用双回路控制,即使有一条线路发生短路,依然能防止设备在不满足要求的状态下运行。普通继电器在长时间电弧的作用下有可能发生触点的粘连,而安全继电器由于其特殊的结构,能保证在回路不满足条件的情况下触点强制断开。



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