液壓板料折彎?rùn)C(jī)SRP/CS冗余和監(jiān)控要求的探討

張鈞懿

摘 要：本文從新標(biāo)準(zhǔn)GB 28243-2012中有關(guān)冗余和監(jiān)控的條款入手，結(jié)合權(quán)威機(jī)構(gòu)的聲明，對(duì)要求使用該技術(shù)的SRP/CS系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明，最后列舉出企業(yè)采取的關(guān)于該技術(shù)的實(shí)例，對(duì)液壓板料折彎?rùn)C(jī)安全中冗余和監(jiān)控要求進(jìn)行探討和研究。

關(guān)鍵詞：折彎?rùn)C(jī) SRP/CS 冗余 監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TH6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（a）-0073-01

2012年3月9日，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布了GB 28243-2012液壓板料折彎?rùn)C(jī)安全技術(shù)要求，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了液壓板料折彎?rùn)C(jī)的安全技術(shù)要求和措施，并于2013年1月1日起實(shí)施，代替行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 10148-1999板料折彎?rùn)C(jī)安全技術(shù)要求。新標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)舊標(biāo)準(zhǔn)在機(jī)械、液壓及電氣方面均有有若干重大更新。根據(jù)新國(guó)標(biāo)的實(shí)施情況來(lái)看，多數(shù)液壓板料折彎?rùn)C(jī)的生產(chǎn)企業(yè)對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)中冗余和監(jiān)控的要求存在疑議。

1 定義

1.1 冗余技術(shù)

新標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于冗余技術(shù)的定義是：多重器件或系統(tǒng)，用于確保一路失效時(shí)，另一路能有效地執(zhí)行所要求的功能。冗余技術(shù)可以大幅度提高系統(tǒng)可靠性，但同時(shí)也會(huì)增加設(shè)備的制造成本。

1.2 監(jiān)控

新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)監(jiān)控的定義為：一種安全功能，如果一個(gè)部件（元件）不再能夠行使其功能或由于加工條件的改變使再進(jìn)行工作過(guò)程會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)時(shí)，發(fā)出安全信息。

2 標(biāo)準(zhǔn)條款解讀

GB 28243-2012中§5.4.1.3規(guī)定：控制系統(tǒng)中用于滑塊啟動(dòng)和停止功能的安全相關(guān)部件應(yīng)符合GB/T 16855.1-2008中的4類要求（即應(yīng)冗余和監(jiān)控）。同時(shí)規(guī)定該條款不適用于只在自動(dòng)循環(huán)工作中自動(dòng)送料和出料并裝有帶防護(hù)鎖的聯(lián)鎖防護(hù)裝置的折彎?rùn)C(jī)和設(shè)計(jì)為只用于與低閉合速度聯(lián)合使用的進(jìn)行止-動(dòng)控制的折彎?rùn)C(jī)。

控制系統(tǒng)中任何一個(gè)安全相關(guān)部件出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)符合下列要求：

（1）不能出現(xiàn)意外啟動(dòng)。

（2）安全防護(hù)裝置的安全功能應(yīng)保持。

（3）危險(xiǎn)運(yùn)行中應(yīng)能停止折彎?rùn)C(jī)。

（4）控制系統(tǒng)在危險(xiǎn)的閉合行程時(shí)應(yīng)能立即停止折彎?rùn)C(jī)，但如果是在非危險(xiǎn)的閉合行程時(shí)，或冗余控制系統(tǒng)中的一路出現(xiàn)故障，最遲可在操作循環(huán)結(jié)束后停止折彎?rùn)C(jī)。

（5）控制系統(tǒng)在故障消除前應(yīng)能防止下一個(gè)操作循環(huán)的啟動(dòng)。

SRP/CS（safety-related part of a control system控制系統(tǒng)中安全相關(guān)部件）指響應(yīng)有關(guān)安全輸入信號(hào)并產(chǎn)生有關(guān)安全輸出信號(hào)的部件，其組成是以有關(guān)安全輸入信號(hào)被觸發(fā)為起始點(diǎn)（例如：光電保護(hù)開(kāi)關(guān)等），以控制元件的動(dòng)力輸出（例如：接觸器主觸點(diǎn)等）為終止點(diǎn)。

全國(guó)鍛壓機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)處關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)GB 28243-2012中5.4.1.3條款的解釋：條款中所提到的控制系統(tǒng)是指電氣控制回路相關(guān)部分，沒(méi)有液壓和氣動(dòng)要有冗余和監(jiān)控的要求。

液壓板料折彎?rùn)C(jī)的SRP/CS在結(jié)構(gòu)上應(yīng)符合4類的指定結(jié)構(gòu)，但是并不意味著所有部件都需要有物理上的冗余，而是需要有冗余的方法保證故障不能導(dǎo)致安全功能的損失。

3 某企業(yè)符合冗余和監(jiān)控要求的設(shè)計(jì)實(shí)例

折彎?rùn)C(jī)緊急停止按鈕、側(cè)防護(hù)門和后防護(hù)門采用雙通道輸入到安全繼電器并需要單獨(dú)復(fù)位后才能輸出即機(jī)床才能啟動(dòng)，輸出采用雙通道輸出。

腳踏開(kāi)關(guān)均采用雙通道，獨(dú)立的常開(kāi)、常閉出點(diǎn)輸入到安全繼電器上，安全繼電器雙通道輸出到中間繼電器，只有這兩個(gè)中間繼電器都動(dòng)作了滑塊才有動(dòng)作。液壓閥反饋信號(hào)到安全模塊，如果發(fā)生閥卡死等情況，該安全繼電器會(huì)接受到閥信號(hào)從而中斷輸出。

前防護(hù)采用激光對(duì)射或者光幕保護(hù)，同樣是雙通道輸入，輸出，復(fù)位采用自動(dòng)復(fù)位，安全繼電器和保護(hù)裝置監(jiān)控滑塊快速閉合過(guò)程。

同樣液壓上也采用安全閥和上，下閥反饋信號(hào)監(jiān)控液壓動(dòng)作并在電氣中做了冗余設(shè)計(jì)。用兩幅觸點(diǎn)控制主壓力閥，做了冗余處理，必須兩幅觸點(diǎn)都導(dǎo)通該閥才會(huì)有動(dòng)作。

設(shè)置安全閥，在整個(gè)滑塊上下動(dòng)作中起到了冗余安全并且有監(jiān)控的作用。滑塊如果要向下安全閥必須要有動(dòng)作并且安全閥反饋電信號(hào)到電氣控制系統(tǒng)，一旦安全閥發(fā)生卡死情況，電氣系統(tǒng)會(huì)接收到信號(hào)切斷任何動(dòng)作輸出。

設(shè)置兩個(gè)三位四通閥，控制滑塊的上下，該閥同樣具有監(jiān)控功能，用于監(jiān)控滑塊的上下，只有該閥反饋正確的電信號(hào)給到電氣控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)方能動(dòng)作輸出。比較以往普通液壓系統(tǒng)就只有一個(gè)閥控制主壓力，一個(gè)三位四通控制上下動(dòng)作，企業(yè)使用的該閥組可以明顯看出做了冗余處理并且能反饋信號(hào)給電氣系統(tǒng)做到閉環(huán)處理。

油缸的支持也是采用了安全閥的雙重保護(hù)。

安全閥經(jīng)過(guò)安全繼電器的雙通道輸出控制。安全等級(jí)達(dá)到了歐洲機(jī)械指令的4級(jí)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

本文探討了液壓板料折彎?rùn)C(jī)安全技術(shù)條件中冗余和監(jiān)控要求，其涉及的概念、方法和實(shí)例對(duì)其它機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)中的冗余和監(jiān)控技術(shù)要求也有參考意義。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 28243-2012液壓板料折彎?rùn)C(jī)安全技術(shù)要求[M].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[2] GB/T 16855.1-2008機(jī)械安全 控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件第一部分：設(shè)計(jì)通則[M].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.