理论教育 安全控制系统与普通控制系统的区别

安全控制系统与普通控制系统的区别

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:所以,两个输出的“与”逻辑结果,作用于控制对象。图3-27 安全控制系统与普通控制系统的关系我们现在讨论的安全环节,就是安全控制系统。就控制系统的作用而言,安全控制系统无法独立存在,而必须依附于普通控制系统。

安全控制系统与普通控制系统的区别

安全控制系统与普通控制系统之间的差异,我们可以从下面四个方面进行说明:

(1)安全控制系统和普通控制系统属于两个完全不同的概念

采用了普通的继电器或者可编程序逻辑控制器(PLC)的电气控制回路主要是根据工作任务的目的(如需要对于物料进行加工、处理、包装和搬运等)而设计,完成机器预定的工艺动作。电控回路通常分为主回路和控制回路。

我们知道,在工业现场,机器在工作过程中(即在完成预定的工艺动作的同时),可能因为发生了意想不到的事件,从而对于人员健康、设备运行,甚至环境造成潜在的威胁,为了避免人员的二次伤害或者是避免事故影响的扩大化,需要在设计阶段,根据可能发生的危险事件预先考虑应急预案,以避免或减少危险的事件的发生。

因此根据标准“ISO 13849机械安全安全相关的控制部件第1部分:设计通则”,明确规定,安全控制回路是分不同等级的。也就是说,安全等级较低的控制回路仅是满足控制功能而设计,而只有较高等级的控制回路,或称之为安全控制回路,才可能满足较高的安全技术要求。

(2)控制系统用来保持设备在各种外部条件下能够在正常的限定范围内运行

为了实现自动控制的基本任务,必须对系统在控制过程中表现出来的行为提出要求。对控制系统的基本要求,通常是通过系统对特定输入信号的响应来满足。例如,假设有一个汽车的驱动系统,汽车的速度是其加速器位置的函数。通过控制加速器踏板的压力,可以保持所希望的速度(或可以达到所希望的速度变化)。这个汽车驱动系统(加速器、汽化器和发动机)便组成了一个控制系统。

按照控制原理的不同,控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。

狭义理解的控制系统,通常包括了三个基本的要素,即用于检测传感器信号的输入部分,用于逻辑运算的控制部分(逻辑单元),以及用于驱动执行机构动作的输出部分。

(3)安全控制系统是为确保设备在出现故障时,仍处于安全状态的系统

我们知道,“人的不安全行为”(如违章、违规操作)、“物的不安全状态”(如控制器件失效、机器误动作等)和“环境因素”是导致事故发生的三个主要因素。当然,我们可以通过聘用合格的、有资质的员工,加强对于员工的培训,建立完善的、安全的生产流程来减少“物的不安全状态”,但我们如何来避免“物的不安全状态”呢?从这个角度来考虑问题,那么我们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。这种手段就是安全控制系统。(www.daowen.com)

安全控制系统在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护操作期间对生产装置提供安全保护。一旦当机械装置本身出现危险,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,使装置安全停车,以阻止危险事件的发生或事故的扩散。

所以,安全控制系统的作用是达到并保持安全功能的安全状态。

(4)普通控制系统的功能应服从于安全控制系统的要求

我们从下面的示例中可以看到,控制对象是由安全输出和标准输出共同控制的(见图3-27)。也就是说,标准输出的结果对于被控制的对象而言,只是一个环节;而另一个环节则是由安全控制系统的输出来控制的。所以,两个输出的“与”逻辑结果,作用于控制对象。

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图3-27 安全控制系统与普通控制系统的关系

我们现在讨论的安全环节,就是安全控制系统。

就控制系统的作用而言,安全控制系统无法独立存在,而必须依附于普通控制系统。也即是说,安全控制系统是由于普通控制系统在完成设计的工艺过程中,为了避免或者是减少危险的发生而设计的。

但是这里有一点需要注意,即安全控制系统的优先级会高于普通控制系统。即出现危险情况时,安全控制系统首先在确保不失效的情况下,可靠而安全地切断安全控制回路,或者说,针对工业现场的机器设备,“停止运行”无疑是一种“相对安全”的状态,但是“停止运行”的状态并不一定适用于所有领域的所有机器设备。

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