机械电气安全控制系统的设计与实现

机械电气安全控制系统的设计与实现

胡卫峰,郝润章

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摘要：现代化机械设备的精密程度越来越高，要想进一步保障机械生产的安全与效率，需利用机械电气安全控制系统实现控制设备的整个电气系统，以及优化配置、管理生产资源。目前，部分行业使用的机械电气安全控制系统仍处于初级阶段，存在线路繁琐、故障频发率高等安全隐患，无法满足现代化工业生产的需求。因此，利用可编程逻辑控制器技术优化传统机械电气安全控制系统，提升其自动化控制水平，成为目前需要着重研究的问题。

关键词：机械电气;安全控制系统;消防模块;配电系统;

现今工业生产与制造行业的发展越发成熟，所使用的机械设备十分智能、先进，只需利用简单的按钮、控制器，相关工作人员便可控制整体机械设备的正常运行，这便是电气控制系统的重要作用。很多机械设备的控制回路都不相同，针对不同的高低压电气设备，人们可采用电气控制系统来确保其电气回路运行安全、可靠，以免因电流负荷不稳定而影响设机械设备的正常生产。

1机械电气安全管理中存在的主要问题

1.1设备维护力度不足

在实际的生产过程中，机械设备的运行环境通常较差，在环境因素以及人为操作因素的作用下，生产机械设备容易出现各种故障，比如构件破损等，在这种情况下，无法实现安全稳定的生产，企业方面需要组织专门的维护队伍，定期地进行检修维护，实现对生产机械设备故障的事前和事中控制，减少设备故障对生产造成的影响，管理人员需要重点的落实此项管理任务。但是在实际的电气自动化管理中，一些管理人员在设备维护方面存在明显的缺失，设备维护力度不足，维护频率设置不当，而且工作态度敷衍，许多的生产机械设备故障都未能及时的发现和消除，增加了许多的生产隐患，无法保证企业的生产力和生产安全性。

1.2人员能力不足

电气自动化工程建设具有技术性强的特点，而且对质量要求非常高，所以，从业人员的能力要满足工程建设需求，只有高素养的施工团队，才能打造优质的电气自动化项目，如果人员能力缺失，专业水平不足，很容易出现各种施工瑕疵，最终引发严重的安全质量隐患，增加生产风险。现阶段，一些电气自动化项目施工人员存在明显的素养不足的问题，主要表现为专业能力欠缺，对电气自动化施工技术理解不到位，没有充分掌握技术要领，在施工中经常会出现各种失误，增加了监管难度，也会导致各种质量隐患，另外，还有一些工作人员责任意识缺失，没有认识到电气自动化建设的重要性，工作状态随意，不注重细节处理，一些本来可以避免的施工问题频繁发生，这也是导致电气自动化质量问题的主要原因之一，所以，关于电气自动化项目管理，需要从人员方面入手，提高人员的专业素养和责任意识，为高质量的土建项目建设奠定一个良好的基础。

2 机械电气系统总体设计

机械电气系统主要由电源系统、仪表、照明系统和显示器（指示器）4个部分组成。其中，从电源系统方面来看，在机械工程中的电源系统方面，常使用的电源系统为单线直流电气系统，若根据电压的大小对其分类，能将其分成12V和24V两种类型，且分别由起动机、总开关以及发动机和蓄电池4个部分构成。从仪表方面来看，在机械工程中主要包括电压表、变矩器油温表等不同类型仪表，且每个仪表在应用过程中具有不同作用。从照明系统方面来看，该系统的设计主要起到了照明作用和警报作用。例如，机械电气设备在夜间作业时需要应用照明系统，同时，当机械电气设备在工作时发生故障问题，照明系统还会起到警示作用，所以该系统在机械电气安全控制系统中具有无法替代的作用。最后，从指示器方面来看，该设备起到了警示的作用。例如，当机械电气设备操作人员操作设备时，若出现操作失误问题，指示器会及时给出相应的错误提示提醒工作人员，且电压表与指示器等相关仪器进行集中应用，能有效保障工作人员的人身安全。

3机械电气安全控制系统中的主要模块设计

3.1消防系统模块设计

设计机械电气安全控制系统时，均离不开消防系统。如设备生产过程中，由于机械通常在高密度以及全天候的情况下运行，所以受其长时间高负荷工作，会导致机械电气设备出现安全故障，如爆炸、渗漏以及倒塌等情况，威胁工作人员的安全。因此，为了能有效预防危险情况的出现，设计机械电气安全控制系统时，还需做好消防系统的设计。而设计消防系统还应严格遵守电气消防系统和电气火灾警报系统等设计原则和规范等，实现报警、温感以及探测等装置方面的设计，有效实现对机械电气消防安全的控制，从而保障机械电气设备人员的安全。

3.2照明系统模块设计

由于机械电气设备需要进行全天候的作业，因此，为有效保障机械设备生产作业不受夜晚作业的影响，还应设计一套照明系统模块。但一般情况下，机械电气设备的实用功率过大，辐射区域较广，所以对机械电气的照明系统设计方面提出了更高需求，由此可见，照明系统的设计对机械电气安全控制系统的应用具有重要作用。同时，设计照明系统时，针对灯具选择需要严格按照机械设备使用环境进行选取。而灯具的选择标准一般应严格结合机械电气设备工作区域划分。如针对重要的使用区域可配置亮度较高、稳定性与安全性较高的灯具，针对使用场地中的辅助区域可选择利用节能性较好的灯具，既可有效节约成本，还能充分满足照明系统设计的需要和实际使用标准。

3.3驱动配电模块设计

针对驱动配电模块的设计，首先从机械电气设备的驱动方面考虑，然后根据确定配电的基本设计原则，以及运行规范和要求实现配电系统设计。其次，进一步明确电气设备驱动的供电模块，有效保障驱动配电系统在应用过程中能受机械电气安全控制系统的控制，以促进机械电气设备的安全稳定运行。同时，还应进一步明确配电线缆的连接方式，保障确定配电系统的规范设计。而针对配电系统设计过重容易发生故障的区域，应加强重点控制，有效避免因连接方法导致的配电不稳定情况的发生，促进机械电气安全控制系统的水平得到整体提升。

3.4接地防雷模块设计

从电力系统的接地设计方面，可选择总连接的方法保障每个连接点和母线之间能相连，以达到有效控制的目的。同时，针对电力系统中存在的特殊结构，可选择接地设计过程中，利用局部等电位和整体电力系统互连的方法，保障电力系统的电位。而从机械电气设备的防雷设计方面，如可从易发生爆炸或火灾的地方设计机械电气设备防雷，能避免影响机械电气设备的安全运行，还能充分满足国家防雷电气系统的设计需要，从而对系统形成全面的防雷保护措施。此外，针对机械电气设备的防雷系统设计，应结合实际情况选择对应的防雷方式，从而保证机械设备与系统能在雷电环境下实现稳定运行。

4结语

综上所述，机械电气安全控制系统设计作为一项系统性的工程，PLC技术的应用可以取代传统机械电气控制方式，提高机械电气设备的生产效率。因此，设计安全控制时，需要相关设计人员通过宏观的角度全面连接机械电气安全控制系统的实际需求，注重机械设计和电气安全控制系统两者之间的相互协调，以最大化程度利用设计与生产资源，为机械电气设备的稳定运行和系统的安全控制提供支持。

参考文献

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