机械制造安全控制研究

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机械制造安全控制研究:浅谈机械制造中的安全控制

摘 要：本文则是在机械安全控制的基础概念上，详细阐述了机械安全逻辑控制即通过信号输入然后进行分析做出判断最后采取必要的措施，保证了工业生产的安全进行。

关键词：机械制造；安全；逻辑控制

1 安全控制系统的基本概念与组成

当在操作机械设备进行工业生产时会产生因操作失误或工厂装置本身出现故障时，安全控制系统中的输入设备就会检测到诸如电压、液压之类信息的变化，这些信息会反馈给逻辑控制设备，逻辑控制设备会将这些信息与标准信号进行比对判断然后作用于诸如继电器之类的可以根据不同信号进行不同动作的机构。从而采取切断电源等安全措施保护工人的安全。说到这大家也许还一头雾水，说了这么多到底什么叫自动控制系统呢？所谓安全控制系统是在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护、操作期间对生产装置提供安全保护。从上文大家不难看出安全控制系统主要包括输入设备、逻辑控制设备和输出设备组成。

2 安全控制系统的输入与输出环节

安全控制系统的输入设备包括紧急停止设备、安全进入装置（安全门快关或连锁装置）、安全光电设备（安全光幕、安全光栅、安全扫描仪）等这些设备的功能大多是依靠各种传感器实现的所以也可以说安全控制系统的输入环节信息的采集是依靠传感器实现的。相比与输入环节，输出环节则采用普通继电器、普通PLC、标准现场总线或DCS等逻辑控制元器件从表面上达到我们所需要的输出信号。但是由于制作工艺、使用时间较长等原因在输出环节所采用的装置都会存在一定的安全隐患诸如处理器不规则、输入/输出卡件硬件故障、输入回路故障（比如短路、触点融焊）、输出元器件故障（如触点融焊）、输出回路故障（如短路、断路）、通讯错误等。这些隐患的存在将会对整个安全控制系统产生致命的影响从而影响整个机械设备的安全性。那么我们怎么保证在安全控制系统的各个环节中的硬件的安全要求呢？在工业生产中多采用以下两种措施来保证硬件的安全性：（1）采用冗余性控制；（2）采用多样性控制。作为机械设备的安全控制系统必须保证能够可靠地控制安全输入信号，当输入信号出现错误或信号发生变化时，立即做出反应并输出正确的信号使机器及时切断电源安全停车，防患于未然或在危险发生后能防止事故的扩散避免其产生更大的影响。

输入和输出环节在安全控制系统中扮演者十分重要的角色，能否及时的发现问题并报告给逻辑控制环节，而当逻辑控制环节发出指令后输出设备能否迅速响应也影响着安全控制的可靠性。当输入与输出都能快速的做出响应时，整个控制系统的中枢即逻辑控制设备就显示出了其举足轻重的作用，下面我们来讨论安全控制系统中的安全逻辑控制设备。

3 安全控制系统的中枢——逻辑控制设备

安全可编程控制器即安全PLC，安全PLC相比于普通PLC的优点在于安全PLC采用了多套来自不同生产商的中央处理器，这样在处理信息时如果有处理器出现故障那么就会有其他的处理器代替故障处理器进行工作，由于不同的的处理器来自不同的厂家这就保证了相同的环境下不同的处理器出现故障的概率不同。而当出现故障的处理器达到一定数量时，会切断所有安全输出时系统停机。在不同的系统下导致系统停机的故障处理器的个数是不同的，正是由于这些不同的存在也为不同机械设备处理不同的故障情况提供了选择。对于安全PLC的冗余控制我们可以用三个“多”字来概括。首先，在信号采集时信号被送到多个输入寄存器，输入回路通过2条物理线接入安全PLC即通常所说的双通道方式。借助于安全PLC内部所提供的安全测试脉冲，系统可以检测输入通道中的故障。其次在信号处理时这些信号又被送入多个中央处理器，最后这些信号又被送入多个输出寄存器，安全PLC的输出内部电路采用了冗余多样性的方式，对一个输出节点进行安全可靠的控制，提供了多重保障。同时安全PLC通过2种不同的手段，即切断基极信号和切断集电极电源两种不同的方式，将输出信号由1转变为0。无论那种方式出现故障，另外一种方式依然完好的执行安全功能。同样在输出电路内部检测脉冲也在不断进行自检。这样，PLC不断的自检同时依托于多个冗余通道，保证了整个系统的安全性和可靠性。不仅如此安全PLC的扫描时间非常短，通常为每千条指令在1ms的时间内产生。非常快的运算速度达到了紧急停车的要求，同时又能以及其短的时间完成自我检测和各种信息的比对。这对安全系统的可靠性有很大的意义。整个过程中，信号状态、处理结果等可以通过安全PLC内部的暂存装置进行相互比较，如果出现不一致，则可以根据不同的系统特性进入故障安全状态或将故障检测出来，这就充分显示了冗余系统的好处，可以说是宁滥勿缺。所以，整个冗余控制看似麻烦实际上却有着十分重要的意义。

上述我们从理论层面对安全PLC的控制原理进行了阐述，那么在实际的工业生产中我们是如何通过一个个的电子元件来实现如此复杂的功能的呢？要实现上述复杂的功能必须要通过编程来实现，而编程必须要可靠地编程环境同时也要求适当的检验手段来保证安全。现阶段的PLC编程大多是通过模块化的打包的。这些功能模块只能运用不能修改，我们只需要在需要修改的参数上输入合适的输入输出变量就能完成对安全功能的编程，这样的措施充分规范了安全功能编程。

最简单的安全逻辑元器件——安全继电器，相比于安全PLC安全继电器只采用了冗余的控制输出和自我检测的功能，虽然不如安全PLC可靠但也能充分保证对输出斧子的可靠控制。安全继电器的冗余输出控制是通过其存在的两个安全输出触点来实现的，这两个安全输出触点在内部是由来自2个不同的特殊继电器K1和K2的常开触点串连而组成。当K1出现故障的时候，K2依然可以实现安全触点断开的功能。

结语

安全控制系统在机器正常运行时保持缄默，而当机器出现些许异常时它就能最快感知，依托于各种冗余控制和自检装置能够准确的做出的判断。三个模块间密切配合对机械设备的操作者的安全性提供可靠地保障。在整个控制系统中逻辑控制元件是最重要的一环它关系到整个系统能否正常运作，而输入输出部分也必须通过冗余的检测来保证其可靠性。总而言之作为保证机械安全性的安全控制系统其自身必须要有高度的可靠性。

机械制造安全控制研究:关于机械制造中安全控制系统研究

【摘 要】目前，在机械制造系统中，安全控制系统的可靠性是衡量该台机械是否符合安全要求的重要依据。本文在分析安全控制系统基本概念基础上，对于安全逻辑控制设备组成及特点进行详细分析，对于保证机械制造系统中的安全问题具有一定作用。

【关键词】机械制造；安全控制系统；设备特点；安全继电器；PLC；安全总线

0.引言

机械的安全性就是机械安全使用说明书规定的预定使用条件下执行其功能和在运输、安装、调整、拆卸和处理时不产生伤害或危害健康的能力。任何一台机械都有风险，会导致危险。这些风险和危险都会导致事故的发生、对人员造成伤害。当我们能够关注机械本身的安全性能的时候，其安全功能应该由安全自动化控制系统来实现。 安全控制系统的正确设计会影响到机械的安全性能。安全控制系统的可靠性是衡量该台机械是否符合安全要求的重要依据，本文对于机械制造中的安全控制系统相关问题进行分析。

1.安全控制系统

所谓的安全（控制）系统，是在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护、操作期间对生产装置提供安全保护。 一旦当工厂装置本身出现危险，或由于人为原因而导致危险时，系统立即做出反应并输出正确信号，使装置安全停车，以阻止危险的发生或事故的扩散。它包括了现场的安全信号，如紧急停止信号、安全进入信号、阀反馈信号、液位信号等，逻辑控制单元和输出控制单元。 无论在机械制造领域还是在流程化工领域，安全控制系统是整个系统运转中不可或缺的一部分。从安全控制系统的结构图我们可以看出， 安全控制链由输入 ( 如传感器)、逻辑（如控制器）、输出（如触发装置）构成。从逻辑上来说，对于安全信号的控制功能可以采用普通继电器、普通 PLC、标准现场总线或DCS 等逻辑控制元器件，从表面上达到我们所需要的逻辑输出。 但是，我们可以注意到，普通继电器、普通 PLC、标准现场总线或 DCS 不属于安全相关元器件或系统。它们在进行安全相关控制的时候可能会出现以下安全隐患：处理器不规则、输入/ 输出卡件硬件故障、输入回路故障（比如短路、触点融焊）、输出元器件故障（如触点融焊）、输出回路故障（如短路、断路）、通讯错误等。 这些安全隐患，都会导致安全功能失效，从而导致事故的发生。所以，安全控制系统就是要求能够可靠的控制安全输入信号，一旦当安全输入信号变化或安全控制系统中出现任何故障，立即做出反应并输出正确信号，使机器安全停车，以阻止危险的发生或事故的扩散。

安全控制系统的硬件主要采取了以下措施来达到安全要求：（1）采用冗余性控制；（2）采用多样性控制；（3）频繁、可靠的检测（对硬件、软件、通讯）；（4）程序 CRC 校验；（5）安全认证功能块。 常见的安全输入设备包括由紧急停止设备、 安全进入装置 （安全门开关或联锁装置）、安全光电设备（安全光幕、安全光栅、安全扫描仪）。安全逻辑部分常采用安全继电器、安全 PLC 和安全总线系统。

2.安全逻辑控制设备

逻辑控制设备是整个安全控制系统中最重要的一部分。它需要接收安全信号，进行逻辑分析，可靠的进行安全输出控制。现代自动化安全控制领域中，安全系统的控制元器件有安全继电器、安全 PLC 和安全总线控制系统。

2.1 安全继电器

安全继电器，或者称为安全继电器模块，是最简单的安全逻辑控制元器件。 其特点是采用了冗余的输出控制和自我检测的功能，实现了对输出负载的可靠控制。该模块的存在 2 个安全输出触点，这两个安全输出触点在内部是由来自 2 个不同的特殊继电器 K1 和 K2 的常开触点串连而组成。当 K1 出现故障的时候，K2 依然可以实现安全触点断开的功能。同时，安全继电器模块可以通过内部电路进行自检，检测出外部接线故障和内部元器件的故障

2.2 安全可编程控制器

安全可编程控制器采用了多套中央处理器进行控制，并且这些处理器来自不同的生产商。 这样的控制方式符合了冗余、多样性控制的要求。这是安全 PLC 与普通 PLC 最根本的区别。当一定数量的处理器出现故障后，完好的处理器依然执行安全功能，切断所有安全输出使系统停机。导致系统停机的处理器的故障数量取决于不同的系统。如，1oo2 系统 （2 取 1 的系统 ），一旦一个处理器出现故障 ，系统立刻进入故障安全状态；又如，2oo3 系统（3 取 2 的系统），当一个处理器出现故障，系统并不会停机。 系统只有在 2 个处理器同时出现故障的情况下才会导致系统停机。 前者我们通常成为 2 重冗余系统，安全可靠性较高、可用性较低；后者我们通常成为 3 重冗余系统，其安全可靠性和可用性较高，但相比前者成本高。对于信号的采集、处理和输出的过程，安全 PLC 都采用了冗余控制的方式。 当信号进入 PLC 后，分别进入多个输入寄存器，再通过对应的多个中央处理器的处理，最后进入多个输出寄存器。这样，安全 PLC 就构成了多个冗余的通道。 整个过程之中，信号状态、处理结果等可以通过安全 PLC 内部的暂存装置进行相互比较，如果出现不一致，则可以根据不同的系统特性，进入故障安全状态或将故障检测出来。输入回路可以采用双通道的方式， 通过 2 条物理接线进入安全PLC。 安全 PLC 也可以提供安全测试脉冲，用以检测输入通道中的故障。 安全 PLC 的输出内部电路也采用了冗余、多样性的方式，对一个输出节点进行安全可靠控制。 安全 PLC 可以通过 2 种不同的手段，即切断基极信号和切断集电极电源两种不同的方式，将输出信号由 1 转变为 0。 无论那种方式出现故障，另外一种方式依然完好的执行安全功能。 同时，安全 PLC 提供了内部检测脉冲，以检测内部故障。安全 PLC 的扫描时间要求为每千条指令 1ms 以下。 快速的中央处理功能不仅可以达到紧急停车的要求，同时能够以较短的时间完成整套系统的安全功能自检。在软件方面，安全 PLC 必须有可靠的编程环境、校验手段，以保证安全。 这主要可以通过规范安全功能编程来实现。 如 Pilz 的安全PLC，提供了通过认证的 MBS 安全标准功能块 ，以帮助编程人员进行合理的、安全的编程。 这些安全功能块经过加密，不能够修改。我们只需要在功能块的输入和输出部分填入相应的地址、参数和中间变量，即可以完成对安全功能的编程。 这些 MBS 功能块涵盖了机械制造领域及流程化工领域的安全功能控制。

2.3 安全总线控制系统

安全现场总线系统是以安全 PLC、安全输入输出模块、安全总线构成一套离散式控制系统。硬件和通讯的安全可靠是安全总线控制系统的可靠性判断依据。在硬件上，安全总线系统的模块都采用了冗余、高速的可靠元器件。

3.结论

安全控制系统是一个静态的系统，其监控系统中的安全相关的参数。在系统正常运行期间，安全控制系统不作出任何响应。但是当系统出现异常、或安全相关信号被触发，安全控制系统立刻夺去系统的控制权，根据其内部逻辑，对输出设备进行安全控制，从而保证了整个系统的安全。安全控制系统中的逻辑控制元器件是决定整个安全控制系统安全等级、设计成本、运行质量的重要因素之一。 在安全自动化领域，常用的安全逻辑控制元器件包括有安全继电器模块、安全可编程控制系统和安全总线系统。 针对不同的应用场合，这些安全逻辑元器件可以配置成合适的安全解决方案。

机械制造安全控制研究:浅谈机械制造系统中的安全控制系统

摘要：安全控制系统是静态型系统之一，其监控系统中的安全相关的参数。当系统正常运作时，安全控制系统处于静态不作响应。但是当系统出现异常或触发了相关安全信号，为了维护整个系统的安全，安全控制系统便会立即占有系统的控制权，依据其内部逻辑对输出设备实施安全控制。逻辑控制元器件是安全控制系统中决定整个安全控制系统运行质量、安全等级及设计成本的主要因素之一。本篇文章主要分析了机械制造系统中的安全控制系统及其相关问题。

关键词：机械制造系统；安全控制；安全继电器；可编程控制器

引言

机械安全是指机械设备在使用说明书的要求下执行应有功能时不对机械本身产生危害或者对操作人员健康产生危害的能力。每一部机械设备都可能存在自己的问题，也会导致不同类别程度的危险。这样就会发生工作事故，进而对操作机械人员造成不必要的伤害。如果我们能够充分地提高在机械设备制造过程中的一些安全意识，我们所生产出来的产品可能安全性能会更加可靠。那么如何判断一台同标准正规的条件要求相一致，其重要的步骤就是要在机械设备的生产上与安全控制方面相着眼，系统能否安全稳定的运行与其精密合理的设计紧密相关，很显然，系统性能的稳定可靠是对其进行正规标准合格的重要依据。

一、安全控制系统概述

安全控制系统，简单地说就是在机械运转过程、或者在操作流程中间能够为机械本身以及操作人员提供安全保障的装置。如果机械在使用过程中，自身出现安全问题，或者由于人为因素而产生危险状况的时候，安全控制系统可以很快地做出相应的应对并且能够有效地控制机械自身装置，为操作者提供保护。拿汽车来说，当由于汽车自身原因产生危险或者由于人为原因使汽车出现险情的时候，汽车的安全控制系统可以迅速准确地对突发情况给予反馈信息，并且能够发出正确的信号，使险情中的车辆能够及时停车，以免危险的发生或者事故的扩大。它包括了现场的安全信号，如安全进入信号、阀反馈信号、紧急停止信号、液位信号等。无论在机械制造领域还是在流程化工领域，安全控制系统是整个系统运转中不可或缺的一部分。

二、安全控制问题

在安全控制系统中，我们很容易发现，整个系统构成了一个链条结构，主要包括：输入、逻辑和输出装置。比方说，传感器属于机械输入装置；控制器属于逻辑分析控制装置；而触发装置属于机械输出链条。出于安全信号控制力强弱的考量，我们以常用 PLC、继电器以及现场标准总线等等逻辑方面功能较为突出的控制元件，用以达到我们外在的需求。与此同时我们也要清楚的认识到这些元器件是不属于任何一种安全系统及元件附属的。安全控制问题一旦处理失当，就会给系统安全造成潜在的问题。

常见的安全控制问题如下：输入/输出卡件硬件故障、处理器不规则、输出元器件故障、信息反馈出差、输入输出回路故障等。如是类似一些安全隐患最终的后果就是安全失去应有保障，事故不期自来。这样看来，寻求有效可靠的输出信号源来完成安全控制系统的生产是必要的，如果真的遇到一些系统安全故障问题，可以及时的做出信息反馈，并且能够迅速的发挥机械自身系统的补救功能，以此达到防患于未然或者减小事故严重程度的目的。安全控制系统的硬件主要采取了以下措施来达到安全要求：采用冗余性控制；采用多样性控制;频繁、可靠的检测；程序CRC 校验；安全认证功能块。

三、安全逻辑控制设备

在日常工作生活中我们能够看到的安全输入设备大体有：安全广电设备，紧急情况下的制动装置；常见的逻辑控制制动装置包括安全 PLC，安全继电器。

(一)安全继电器

安全继电器，是最简单的安全逻辑控制元器件。其特点是采用了冗余的输出控制和自我检测的功能，实现了对输出负载的可靠控制。安全继电器使用了两个安全输出接点，而迥异的两个特殊继电器通过串联的形式构成了接触点内部的控制机关，当其中一个安全继电器发生安全隐患时，另外的一个继电模块还是可以完成接触点断开任务，与此同时，安全继电器会进行自我内部调试检测，这样外部问题或危害一样都不能被缺漏。

(二)安全可编程控制器

为了满足复杂、多样、繁冗的控制要求，安全可编程控制器常常利用多种多样的中央处理系统，甚至每种不同的中央处理系统的生产单位也不尽相同，这也正是安全PLC与普通PLC最基本的不同之处。如果机械内部出现了一部分中央处理系统失灵，那么其他的处理器仍然可以完成自我安全保护功能，剩余部分的处理器会马上让整个系统中的输出系统停止运行，进而控制机械设备运行，自然的完成控制器的使命。不同的安全处理系统掌控着机械设备处理器的问题数量。

安全PLC使用冗余控制的方式进行信号的采集、处理和输出。为了使安全PLC构成了多个冗余的通道，信号一旦进入PLC，便会被分别导入多个输入寄存器，然后经过与之对应的数个中央处理器的处理，最终进入数个输出寄存器。在整个处理过程中，处理结果、信号状态等在通过安全PLC内部的暂存装置时互相间进行对比。若是对比结果有异，也可以依据各自的系统特性，将故障检测出来或进入故障安全状态。

输入回路也能通过两条物理接线，使用双通道的方式进入安全PLC。当检测输入通道中的故障时，也可以使用安全PLC提供的安全测试脉冲。安全PLC的输出内部电路同样使用多样性、冗余的方式，对每个输出节点实施安全可靠控制。安全PLC可以使用切断集电极电源和切断基极信号两种不同的方式手段，把原为1的输出信号转变为0。这样一来，当其中的一种方式出现故障时，余下的那个方式任然能够执行安全功能。安全PLC为检验内部故障提供了内部检测脉冲。安全PLC要求每千条指令在1ms以下扫描时间。高速的中央处理功能不但能够满足紧急停车的要求，同时还可以在最短的时间完成对整套系统的安全功能自检。

在软件方面为保证安全，安全PLC一定要有可信的校验手段以及编程环境，为实现这点就需要我们规范安全功能的编程。例如Pilz的安全PLC，它提供的是经过识别的MBS 安全标准功能块，可以协助编程人员开展安全的、合理的编程。这样的安全功能块往往是经过加密的，无法修改。若想完成对安全功能的编程，我们直接在功能块的输入与输出部分填入与之相应的参数、地址及中间变量即可。可以说整个流程化工领域和机械制造领域的安全功能控制，都被这些MBS功能块所涵盖。

(三)安全总线控制系统

安全现场总线系统是以安全总线、安全输入输出模块、安全PLC形成一套离散式的控制系统。硬件和通讯的安全可靠是安全总线控制系统的可信性判断依据。硬件设施上，安全总线系统的模块都在运用高速、冗余的可靠元器件。

结束语：

逻辑控制设备是整个安全控制系统中最重要的一部分。它需要接收安全信号，进行逻辑分析，可靠的进行安全输出控制。现代自动化安全控制领域中，安全系统的控制元器件有安全继电器、安全 PLC 和安全总线控制系统。系统在安全运行期间，相对静止的机械安全控制系统起到安全监控的作用，控制系统没有应变反应，而一旦系统运行过程中产生故障等，控制系统就会进行具体的应变。通常是失去系统控制能力并且以逻辑为依托进行安全控制，这就使系统的安全性和稳定性得到了保障。因此，逻辑控制元件的地位也就显得举足轻重了。

机械制造安全控制研究:机械制造系统中安全控制的探讨

【摘　要】文中从介绍机械制造的安全控制系统开始，探讨了机械制造的安全逻辑控制设备，包括机械制造的安全继电器、机械制造的安全可编程控制器和机械制造的安全总线控制系统；对安全逻辑控制设备组成及特点进行详细分析，对于提高机械制造系统安全控制问题的提高具有一定的指导作用。

【关键词】机械制造；安全控制；安全总线

0.引言

机械制造系统的安全性在某一机械的使用说明书上都有明确的规定。按照规定使用条件，可以执行该机械的功能，并能够保证该机械在运输、安装、调整、拆卸和处理时不会产生伤害人体和周围物体的现象。虽然，任何一台机械都会存在潜在的风险，都可能会导致出现危险。当一旦这些危险事故发生，首先就会对人员造成伤害。如果当我们关注机械制造系统本身安全性能的时候，就会使制造系统的安全功能由安全自动化控制系统来实现。安全自动化控制系统的正确设计会影响到机械制造系统的安全性能。安全自动化控制系统的可靠性是衡量该机械是否符合安全要求的重要依据。

1.机械制造的安全控制系统

机械制造系统是将现代信息技术、管理工程与制造技术相结合，充分利用计算机、通信、自动化和管理工程等领域的新成果，发展制造业的新工艺和新技术。与此同时，充分利用实验室的先进设备和技术，研究开发适合国情的先进制造理论和技术，形成一个制造系统的研究和开发基地。为国家培养高层次专门人才，也为跟踪和推广先进制造技术以及为企业培训适用人才做出贡献。近年来实验室根据国民经济和制造业发展的需要不断拓宽和调整研究领域，在先进制造及相关的多个领域开展研究，取得了重大进展和标志性成果。机械制造的安全控制系统，就是机械在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护、操作期间对生产装置提供安全保护。一旦当机械装置本身出现危险，或由于人为原因而导致机械可能出现危险时，安全控制系统就会立即做出反应，输出正确的信号，使机械装置安全停车，以防止危险的发生。这些安全包括现场的安全信号，例如机械的紧急停止信号、安全进入信号、阀反馈信号、液位信号等。在机械制造系统领域，安全控制系统是整个机械制造系统运转中不可或缺的一部分。

任何安全控制系统它们也可能会存在安全隐患，也可能导致机械安全的功能失效，导致机械运转时事故的发生。所以，机械的安全控制系统就是要求能够可靠的控制安全输入信号，一旦当安全输入信号变化或安全控制系统中出现任何故障，立即做出反应并输出正确信号，使机器安全停车，以阻止危险的发生或事故的扩散。安全控制系统的硬件主要采取了以下措施来达到安全要求：第一，采用冗余性控制；第二，采用多样性控制；第三，频繁、可靠的检测(对硬件、软件、通讯；第四，程序CRC校验；第五，安全认证功能块。常见的安全输入设备包括由紧急停止设备、安全进入装置、安全光电设备。

2.机械制造的安全逻辑控制设备

逻辑控制设备是整个安全控制系统中最重要的一部分。它需要接收安全信号，进行逻辑分析，可靠的进行安全输出控制。现代自动化安全控制领域中，安全系统的控制元器件有安全继电器、安全PLC和安全总线控制系统。

2.1机械制造的安全继电器

机械制造都装有安全继电器，或者称为安全继电器模块，它是最简单的安全逻辑控制元器件。其特点是采用了冗余的输出控制和自我检测的功能，实现了对输出负载的可靠控制。该模块的存在2个安全输出触点，这两个安全输出触点在内部是由来自2个不同的特殊继电器K1和K2的常开触点串连而组成。当K1出现故障的时候，K2依然可以实现安全触点断开的功能。同时，安全继电器模块可以通过内部电路进行自检，检测出外部接线故障和内部元器件的故障。

2.2机械制造的安全可编程控制器

机械制造的安全可编程控制器采用了不同中央处理器进行控制，并且这些处理器来自不同的生产商。这样的控制方式符合了冗余、多样性控制的要求。这是安全PLC与普通PLC最根本的区别。当一定数量的处理器出现故障后，完好的处理器依然执行安全功能，切断所有安全输出使系统停机。导致系统停机的处理器的故障数量取决于不同的系统。如，1oo2系统(2取1的系统)，一旦一个处理器出现故障，系统立刻进入故障安全状态；又如，2003系统(3取2的系统)，当一个处理器出现故障，系统并不会停机。系统只有在2个处理器同时出现故障的情况下才会导致系统停机。前者我们通常成为2重冗余系统，安全可靠性较高、可用性较低；后者我们通常成为3重冗余系统，其安全可靠性和可用性较高，但相比前者成本高。对于信号的采集、处理和输出的过程，安全PLC都采用了冗余控制的方式。当信号进入PLC后，分别进入多个输入寄存器，再通过对应的多个中央处理器的处理，最后进入多个输出寄存器。这样，安全PLC就构成了多个冗余的通道。整个过程之中，处理结果等可以通过安全PLC内部的相互比较，如果出现不一致，就可以根据不同的系统特性，进入故障安全状态或将故障检测出来。

安全PLC的扫描时间要求为每千条指令1ms以下。快速的中央处理功能不仅可以达到紧急停车的要求，同时能够以较短的时间完成整套系统的安全功能自检。在软件方面，安全PLC必须有可靠的编程环境、校验手段，以保证安全。这主要可以通过规范安全功能编程来实现。如Pilz的安全PLC，提供了通过认证的MBS安全标准功能块，以帮助编程人员进行合理的、安全的编程。这些安全功能块经过加密，不能够修改。我们只需要在功能块的输入和输出部分填入相应的地址、参数和中间变量，即可以完成对安全功能的编程。这些MBS功能块涵盖了机械制造领域及流程化工领域的安全功能控制。

2.3机械制造的安全总线控制系统

机械制造的安全现场总线系统是以安全PLC、安全输入输出模块、安全总线构成一套离散式控制系统。硬件和通讯的安全可靠是安全总线控制系统的可靠性判断依据。在硬件上，安全总线系统的模块都采用了冗余、高速的可靠元器件。

3.结论

机械制造的安全控制系统是一个静态的控制系统。在系统正常运行期间，机械制造的安全控制系统不会做出任何响应。但是当机械制造系统出现异常，机械制造的安全控制系统就会立刻夺去系统的控制权，依据机械制造系统的内部逻辑设置，对输出设备进行安全控制，可以保证整个机械制造系统的安全运转。显然，逻辑控制元器件质量，是决定安全控制系统安全等级、设计成本、运行质量的重要因素。在安全自动化领域，常用的安全逻辑控制元器件包括有安全继电器模块、安全可编程控制系统和安全总线系统。针对不同的应用场合，这些安全逻辑元器件可以配置成合适的安全解决方案。