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? 引言
伴隨自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展、集成化規(guī)模不斷增加，現(xiàn)代的機(jī)器設(shè)備的功能越來越復(fù)雜。與此同時(shí)，機(jī)器的安全性能也被人們越來越重視。機(jī)器的安全性就是指，在機(jī)器安全使用說明書規(guī)定的預(yù)訂使用條件下執(zhí)行其功能和在運(yùn)輸、安裝、調(diào)整、拆卸和處理時(shí)不產(chǎn)生傷害或危害健康的能力。機(jī)器的安全和保護(hù)，主要是對(duì)人（如操作、調(diào)試和維修人員）身的安全和設(shè)備財(cái)產(chǎn)安全的保護(hù)。一臺(tái)合格的機(jī)器，既要能夠按照用戶工藝要求執(zhí)行其功能，又必須避免在復(fù)雜的運(yùn)行和維修調(diào)試過程中引發(fā)的傷害事故、避免系統(tǒng)失控而導(dǎo)致的設(shè)備損壞事故。因此，對(duì)于一臺(tái)帶有一定風(fēng)險(xiǎn)和危險(xiǎn)的機(jī)器，我們既需要一套動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)工藝要求的非安全控制系統(tǒng)，同時(shí)也需要一套靜態(tài)的安全控制系統(tǒng)來保護(hù)人和機(jī)器的安全。
2 ．為何在安全控制系統(tǒng)中，需要使用特殊的安全控制模塊來控制安全功能
安全控制系統(tǒng)必須提供一種高度可靠的安全保護(hù)手段，最大限度地避免機(jī)器的不安全狀態(tài)、保護(hù)生產(chǎn)裝置和人身安全，防止惡性事故的發(fā)生、減少損失。該系統(tǒng)在開車、停車、出現(xiàn)工藝擾動(dòng)以及正常維護(hù)操作期間對(duì)機(jī)器設(shè)備提供安全保護(hù)。一旦當(dāng)機(jī)器設(shè)備本身出現(xiàn)危險(xiǎn)，或由于人為原因而導(dǎo)致危險(xiǎn)時(shí)，系統(tǒng)立即做出反應(yīng)并輸出正確信號(hào)，使機(jī)器安全停車，以阻止危險(xiǎn)的發(fā)生或事故的擴(kuò)散。
一套安全控制系統(tǒng)，由安全輸入信號(hào)（即安全功能，如緊急停止信號(hào)、安全門信號(hào)等）、安全控制模塊（如安全繼電器、安全PLC）、和被控輸出元件（如主接觸器、閥等）三部分組成。
在國內(nèi)的不少具有安全要求的機(jī)器中，普通的繼電器或者PLC 被廣泛地做為控制模塊對(duì)安全功能進(jìn)行監(jiān)控。從表面看來，這樣的機(jī)器在一定條件下也能夠保證安全性。但是，一旦當(dāng)普通的繼電器和PLC 由于自身缺陷或外界原因?qū)е鹿δ苁Вㄈ缬|電熔焊、電氣短路、處理器紊亂等故障），就會(huì)丟失安全保護(hù)功能，引起事故的發(fā)生。
而對(duì)于安全控制模塊，由于其采用的冗余、多樣的結(jié)構(gòu)，加之以自我檢測和監(jiān)控、可靠電氣元件、反饋回路等安全措施，保證在本身缺陷或外部故障的情況下，依然能夠保證安全功能，并且可以及時(shí)的將故障檢測出來。從而最大程度上的保證了整個(gè)安全控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保護(hù)了人和機(jī)器的安全。
3 ．機(jī)器的安全控制系統(tǒng)的要求
一臺(tái)機(jī)器，應(yīng)該采用什么樣的安全控制系統(tǒng)？使用較低級(jí)別的安全控制系統(tǒng)，則達(dá)不到安全要求；而采用過高級(jí)別的安全控制系統(tǒng)，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)器設(shè)備成本的增加。因此，在設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)器之前，必須要對(duì)機(jī)器進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，然后根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果，采取一系列的措施來降低風(fēng)險(xiǎn)，把風(fēng)險(xiǎn)降低到可以接受的水平甚至是最低的水平，從而達(dá)到安全要求。所有的這些措施均可以參照相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)范來實(shí)現(xiàn)。
近些年來，隨著機(jī)器的安全越來越被重視，世界上的各個(gè)組織或各個(gè)國家都制定了相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)范。歐盟，作為目前世界上最大的經(jīng)濟(jì)自由區(qū)，已經(jīng)把對(duì)機(jī)器的安全要求上升到法律的高度――機(jī)械指令98/37/EC 。任何進(jìn)入歐盟的機(jī)器，無論是新的或是二手的，都必須符合機(jī)械指令及其他相關(guān)指令的基本要求。
CE 標(biāo)志事歐盟官方頒布的、統(tǒng)一再工業(yè)產(chǎn)品上使用的強(qiáng)制性標(biāo)志。CE 標(biāo)志是一種產(chǎn)品合格標(biāo)志，產(chǎn)品上施加有CE 標(biāo)志，就證明該產(chǎn)品符合歐盟頒布的有關(guān)新方法指令的要求，并已經(jīng)按規(guī)定對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了合格評(píng)定。新方法指令主要是保障人身安全與健康、保障財(cái)產(chǎn)安全方面的要求，所以CE 標(biāo)志是一種產(chǎn)品安全合格的標(biāo)志，不具有商業(yè)意義。
機(jī)械指令規(guī)定了基本安全與衛(wèi)生要求，同時(shí)，又進(jìn)一步規(guī)定了制造商可依據(jù) 標(biāo)準(zhǔn) 來達(dá)到指令所規(guī)定基本安全與衛(wèi)生要求。標(biāo)準(zhǔn)為指令實(shí)施提供技術(shù)支撐，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了實(shí)現(xiàn)指令基本要求的方法和措施。制造商要使其產(chǎn)品符合新方法指令所規(guī)定的基本要求，獲得CE 認(rèn)證，最好的方法就是按照標(biāo)準(zhǔn)來制造產(chǎn)品。常用的一些國家、歐洲和國際標(biāo)準(zhǔn)有：
EN 1050-1996 機(jī)械安全 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
EN 292 -1 ：1991機(jī)器安全 基本概念與設(shè)計(jì)通則
EN 954-1機(jī)械安全 控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件 第1 部分 設(shè)計(jì)通則
EN/IEC 60204機(jī)械安全 機(jī)械電氣設(shè)備
EN/ISO 13894 機(jī)械的安全 控制系統(tǒng)有關(guān)的安全部件
EN/IEC 61508 主要涵蓋了電氣 / 電子 / 可編程電子系統(tǒng)的功能安全
EN 418緊急制動(dòng)設(shè)備
EN 1088與保護(hù)裝置有關(guān)的連鎖裝置 設(shè)計(jì)和選擇原則
EN 12415機(jī)床 安全 小型數(shù)控車床和車削中心
EN 12417機(jī)床 安全 加工中心
EN 12478機(jī)床 安全 大型數(shù)控車床和車削中心
GB 5226.1-2002機(jī)械安全 機(jī)床電氣設(shè)備 第1 部分：通用技術(shù)條件
4 ．安全控制模塊
在整個(gè)安全控制系統(tǒng)中，安全控制模塊最為復(fù)雜。因?yàn)榘踩刂颇K，既要采集安全輸入信號(hào)，并且根據(jù)邏輯要求，進(jìn)行安全的輸出控制。安全控制模塊不但在自身出現(xiàn)缺陷的情況下依然要能夠保持高安全可靠性，同時(shí)也要能夠檢測安全輸入信號(hào)和被控輸出元件的故障，并及時(shí)做出合理的反應(yīng)。在安全控制領(lǐng)域，常用的安全控制模塊有安全繼電器、安全可編程控制器、安全總線系統(tǒng)。 | 
