机械电气安全控制系统设计研究

机械电气安全控制系统设计研究

刘兴源1, 李明2 ,由继鹏3, 孙波4

1.2.3沈阳地铁集团有限公司运营分公司  辽宁省  沈阳市 110000

4. 辽宁泰丰科技建设有限公司   辽宁省  沈阳市  110000

摘要：随着人们对生产要求的提升，研发的机械越来越现代化，精密程度及复杂性也越来越高。为了保证生产安全和生产效率，采用电气安全控制系统有效地控制整个电气系统，优化配置和利用生产资源与管理资源十分有必要。但是，目前大部分行业使用的机械电气安全控制系统还处于初级控制阶段，线路比较复杂，在生产使用中各类事故频发，存在安全隐患的同时，制约了工作效率及经济效益的提升。因此，文章将优化设计机械电气安全控制系统，以提升控制系统的自动化水平。本文对机械电气安全控制系统设计研究。

关键词：机械电气；安全控制系统；系统设计

一、机械电气安全控制系统的设计关键

1.确保系统性能良好

在设计机械电气安全控制系统时，控制系统作为整个系统的控制中枢，是整个机械装置稳定运行的重要保证。设计时需以机械对电气安全控制系统的技术指标为依据，保证系统的各项性能和指标都符合设计要求，如安全控制系统的可靠性、抗干扰性、适应性及响应速度等。

2.与机械装置协调运作

机械装置需要电气控制系统的控制才能完成机械动作，而电气控制系统需要机械的配合和协调才能实现对机械的整体控制，两者必须相互协调才能使电气系统和机械正常运转。在进行系统设计时，要想实现与机械动作的完美配合，电气传动的调速方式是关键，而电气的调速方式主要受电气安全控制系统使用的技术及经济指标影响。

3.与环境相适应

在设计机械电气安全控制系统时，还需要考虑机械的使用环境，如矿井机械、海港机械的工作条件都比较恶劣，在系统设计前期就要充分地考虑机械的使用环境，避免因为环境因素使机械、设备、元器件、系统等遭受损失或缩短使用寿命，降低机械和电气控制系统的可靠性。通过对使用环境的分析，选择合理的设计参数、设备、机械、元器件，如矿井环境下的机械需要做好防潮、防水、抗压工作，港口机械需要做好防腐蚀、防台风、防水等工作，从而延长机械的使用寿命，提高机械的使用效率，实现机械的稳定生产目标。

二、机械电气安全控制系统中各系统的具体设计

1.消防系统设计

在设计机械电气安全控制系统时，无论是何种工作环境都要设计消防系统。在生产过程中，机械通常处于高密度、全天候的运行状态，由于长时间和高负荷的运行，机械电气设备很可能会出现安全故障，发生爆炸、燃烧、渗漏、倒塌等危险情况，对生产工作人员的人身安全造成威胁。因此，为了预防危险情况的发生，在设计电气安全控制系统时，需要做好机械设备的消防系统设计。消防系统需严格按照电气消防系统设计准则和电气火灾警报系统的设计规范进行设计，也要根据机械的实际使用需求进行针对化的设计。对于可能发生消防安全问题的区域，实施巩固设计方案，科学合理地设置系统中的报警装置、温感装置、探测装置，使系统能够有效地控制消防安全，面对危险时能够保证机械设备及人员的安全。

2.照明系统设计

机械需要全天候地进行生产工作，为了保证夜晚工作不受影响，需要设计一套照明系统。通常情况下，机械的实用功率较大，辐射的区域广，这对照明系统的设计提出了更高的要求。照明系统的效果及稳定性是机械电气设备全天候稳定运行的保障，基于照明系统的重要性，机械电气安全控制系统中的照明系统设计工作至关重要。灯具的选型设计工作需要根据机械的使用环境确定。灯具的选择标准通常根据机械功能区域进行划分，在关键使用区域放置亮度较高、可靠性较强的灯具；对于机械使用场地的辅助区域，可相应地选择节能效果较好的灯具，在节约成本的同时，满足照明系统的设计要求及实际使用标准。照明系统运行时间长、相对能耗高，在设计照明系统时，要在确定照明标准的情况下，做好照明系统的节能设计。国家处在创建资源节约型社会的重要时期，为了实现可持续发展，降低机械生产过程中的成本，需要设计节能照明系统，有效解决能耗问题。因此，在设计照明系统时，要严格地控制机械电气设备的照明亮度，建立照明能耗计算机制，严格执行国家照明规范，通过对整个区域的照明计算，实现最佳的照明系统设计。

3.动力配电系统

机械设备的功能方式根据使用区域和使用环境不同而有所区别，文章主要针对动力配电进行系统设计。作为机械设备的动力驱动，动力配电设计至关重要。在动力配电系统设计过程中，首先，要根据动力配电的基本设计原则，使其能够按照规范和运行要求进行配电；其次，要明确电气设备的动力供电方式，保证动力配电过程受到安全控制系统的有效控制，从而提高机械设备的稳定运行的水平；再次，明确动力配电线缆的连接方式，保证其达到动力配电的设计规范，在易发生连接隐患的部位，实施重点控制设计，防止因为连接方式和配电不稳定造成设备无法稳定运行；最后，明确动力配电系统与其他系统的关系，避免矛盾的发生，从而提升机械电气安全控制系统的整体质量和水平。

4.电力系统接地

电力系统接地设计的主要任务是对机械的重要结构及重要部位进行电位设计，以此保证电气设备能够平稳运行。电力系统包含众多的部位及结构，需在各个部位及结构间采取总连接的方式，保证各个连接点都与母线相连，达到有效控制的目的。对于电力系统中的特殊结构和部位，在进行接地设计时，可以采取局部等电位与整个电力系统相连的方式，以此保护整个电力系统的电位。

5.电气设备防雷

受到使用环境的影响，机械电气设备有时还需进行防雷设计。如果未对电气设备进行防雷设计，一旦发生雷击情况，将会对机械设备及整个电力系统造成损伤，从而影响机械安全运行。对电气设备进行防雷设计时，需要结合机械电气系统的区域进行有针对性的防雷。对于易发生爆炸和火灾的使用区域，需要满足相应的国家防雷电气系统的设计要求，以此对整个系统形成防雷保护。另外，需要重视防雷方法的选择，根据实际情况实行功能防雷、系统防雷、结构防雷设计，使机械和系统在雷电环境下都能平稳运行。

结束语

综上所述，机械电气安全控制系统的设计是一个系统性的工程，设计人员需站在宏观的角度去了解系统的实际使用需求，精准把握各个环节和相关要求。设计时需要使机械设计与电气控制系统相协调，最大限度地优化和利用生产资源与设计资源，为机械的稳定运行及系统的有效控制提供支持。

参考文献

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