压力机风险评估及安全控制系统设计

摘要

压力机作为常见的金属加工机械,在汽车、造船、航空和机械加工等众多的行业里有着非常广泛的应用。但是,压力机系统的故障常常会导致操作人员的受伤甚至死亡,因此如何设计和改造机械式压力机,成为了很多生产和制造企业的难题。目前,国家颁布了强制性的机械式压力机安全标准——GB27607-2011,该标准参考了欧洲的机械式压力机标准EN692。这些标准都要求国内的企业提高设备的安全水平,切实保护员工的生产安全及保障生产设备正常运行。
　　由于压力机系统安全的重要性,论文分析了压力机安全系统的要求,要求满足国家标准。论文对压力机安全性进行了评估。论文按照国家标准及欧洲标准进行了安全相关控制系统设计。基于德国Pilz公司的安全控制部件,论文详细设计了压力机安全控制系统的硬件组成和结构,包括安全输入单元、逻辑控制单元和系统输出单元的选型和设计,并设计了压力机控制系统的安全功能。论文就安全控制系统的应用软件进行了设计,包括软件功能块配置,程序设计和I/O映射分析。为了保证压力机安全控制系统设计的有效性,论文针对压力机安全控制系统进行了模拟和测试,测试包括压力机故障发生时系统的安全性和性能等级。设计和测试结果表明论文设计的压力机安全控制系统满足国家和国际安全标准,能够在压力机发生故障时保障操作人员的安全,同时确保压力机在设计的安全等级条件下,能够按安全系统的要求做出正确的响应。

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第一章 前言

第二章 压力机的风险评估

2.1风险评估原理

2.2 风险评估方法

2.3针对于一台400吨机械式压力机的风险评估

2.4 本章小结

第三章 系统设计要求

3.1 确认系统安全等级

3.2 确认系统的控制逻辑

3.3 本章小结

第四章 系统硬件结构

4.1系统输入部分

4.2系统逻辑单元

4.3 系统输出单元

4.4 本章小结

第五章 系统软件结构

5.1 IEC 61131简介

5.2 编程软件概述

5.3 功能块配置

5.4 程序算例

5.5 I/O映射

5.6 本章小结

第六章 系统模拟和验证

6.1 模拟测试系统简介

6.2 故障模拟测试

6.3 安全性能等级PL计算

6.4 本章小结

第七章 结论

7.1 主要结论

7.2 研究展望

参考文献

符号与标记（附录1）

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文