机械电气安全控制系统的设计与实现

左高进

摘要：如今，我国经济发展十分迅速，由于电气系统具有元件多样、结构复杂的特点，受环境、设备自身问题等多种因素影响易发生故障，给工程机械发展带来不利影响。可将电气系统看作机械工程的大脑，电气系统能调控工程机械工作模式，大幅度提高运行效率，确保安全生产。工程机械电气系统工作人员应了解电气系统组成，并做好设计工作，以此提升电气系统运行质效。

关键词：机械电气；安全控制系统；设计；实现

引言

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（ProgrammableLogicController，PLC）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。本文详细介绍了机械电气安全控制系统和PLC技术之间的融合，这对促进机械电气控制向智能化、自动化发展有重要的促进作用。

1电气安全控制系统设计分析

在具体设计中，鉴于机械设备的复杂性，首先要进行初步规划，保证设计过程符合规范和标准，并将初步设计、概念设计、内容设计等纳入电气控制系统，保证设计环节的有效合理。并且每个环节都要考虑成本、质量。机电控制系统必须以规范要求为出发点，确保初始设计符合规范和标准。电控装置应根据机械设备的实际情况，明确设备运行的规范和标准，保证部件符合标准，并为部件的运行提供优质服务。从宏观上看，机电安全系统的开发应以机电控制要求和技术为基础。目前，机电安全控制系统主要是机电产品，有必要主动了解这一环节，使系统安全稳定运行，保证设备质量。其次，设计应遵循电气装置符合经济技术指标的原则，深入分析影响因素，提高机械的整体质量和水平。确保设计可靠、合理。虽然电气控制系统比较复杂，但设计时不能一味追求高目标、高性能，在基本阶段就达到标准。在系统设计中，要了解设计中可能存在的风险，在引入新工艺、新技术时，不仅要考虑新工艺、新技术的功能，提高设备电气控制系统的运行质量，还要与传统技术进行比较，主动衡量风险，尽量选择成熟的技术和系统。评估开发和使用机械安全控制系统的风险。

2机械电气安全控制系统的设计与实现

2.1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。

2.2故障诊断技术

(1)根据机械设备振动现象进行诊断。根据设备的振动响应，采用电动振动平台。电动振动平台包括信号反馈、冷却系统、振动台本体、功率放大装置和控制装置。在实验过程中，首先采集系统和设备的正常运行工况数据，然后选择振动最剧烈的点，通过叠加和加权的方法判断设备故障的原因。对于大型设备，一般选择观察设备振动面的方法。如果设备有较强的振动，一般可以随着振动部位找到故障的具体位置。(2)根据机械设备温度数据进行诊断。机械设备，无论是动态机械部件还是静态机械部件，都会在固定部件和运动部件的摩擦中通过与热源和电流的接触而升温。只需要检查设备各部件的温度，并与正常工作条件下各部件的温度进行比较，就可以判断设备是否存在故障，故障发生在哪里。(3)灰色系统诊断。建立灰色预测模型，利用灰色关联度进行分析，判断机械设备是否存在故障。该技术可以准确预测机械设备的运行状态。(5)专家系统故障诊断。即利用专家系统对机械设备的故障进行判断。当机械设备出现问题时，可以通过设备自动化技术、人工智能技术和大数据技术进行分析，对比数据库中的故障诊断经验，完成对故障问题的分析。(6)模糊诊断技术。将模糊数据技术应用于机电设备运行故障诊断。模糊诊断技术包括上位机和下位机两部分。下位机包括零序电流、电流和定子三相电压，采用连续监测方式，将数据存储到存储器中，并以文件的方式保存。上位机软件采用曲线形式显示上传的数据，并选择相应的隶属函数对现场数据进行处理，可以对机械设备和系统的具体故障进行分析诊断。

2.3电气防雷设计

雷电事故的频繁发生影响着设备的安全运行，而一旦发生雷击又会影响到整个设备的安全运行，所以做好电气防雷设计是非常重要的。在进行防雷设计时，应根据机电的区域特点进行。相对而言，电气设备容易发生火灾、爆炸等事故，因此在防雷设计中，应注重功能防雷、系统防雷、结构防雷，确保机电设备在雷电环境下的安全运行。此外，做好接地设计，在设计中应对设备的关键结构件进行可靠的接地处理，如主体结构、金属结构、管道和金属结构等，必要时可进行优化，保证各设备的连接互通。

2.5配电模块设计

在配电模块的设计中，根据配电的基本设计原则，结合运行规范和要求，对配电系统进行设计。其次，进一步定义电气设备驱动的供电模块，有效保证在应用过程中驱动配电系统可以由机电安全控制系统控制，从而促进机电设备安全稳定运行。同时，应进一步明确配电电缆的连接方式，以保证配电系统的规范设计。对于配电系统设计过重、易发生故障的地区，应加强重点控制，有效避免因接线方式导致配电失稳的发生，促进机电安全控制系统水平的整体提高。

2.5详细分析电气设备的运行理论

一个电气系统中包含多个单元，由于每一个单元功能有所不同，导致每一个单元结构、所用元件有较大差异。任何一个单元元件存在问题都会对电气系统运行产生影响。工作人员需了解电气系统每一个单元的功能、工作原理、运行情况，并根据设备、布局分析控制线路。此外，工作人员还应熟悉每一个线路的运行原理，以缩短故障确定时间，提高检修效率。

结语

综上所述，在维修电气设备，诊断机械设备故障时，必须按照系统实际情况与运作特点采取正确处理方式，选择与实际情况相匹配的故障排除与诊断维修技术；充分发挥各种技术优势，提高电气设备运行效果与水平，展现各种技术优势与价值，提高工作质量，达到预期的生产目标。

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