机械设计自动化设备安全控制技术探讨

2022-07-22郭在云

现代制造技术与装备 2022年5期

郭在云

（云南能源职业技术学院，曲靖 655000）

近年来，经济社会的稳步发展为机械行业带来了新的发展可能。在很多行业的发展过程中，机械设备都是不可或缺的生产要素。为推进行业发展，在机械设备配置方面应优选性能高、质量好、功能全的设备。正是机械设备的重要作用，人们对机械设计提出了新要求，促使很多设计工作都可由设备的自动化功能完成。在自动化设计模式下，机械设计自动化水平显著提高，可克服人工设计的不足。在开展自动化设计的过程中，需做好安全控制技术的应用，提高机械设备的可靠性。

1 机械设计自动化设备的主要工作内容

随着我国经济实力的增长，各行各业进入现代化发展阶段，机械设计自动化设备的应用范围扩大。在农业、军事、商业及医疗等各个方面，机械设备有效发挥了作用。利用机械设计自动化设备，可一定程度上取代人工作业，克服不利的环境因素的限制，降低人工作业难度，提升生产效率。机械设计自动化设备如图1 所示。

机械设计自动化涉及的技术种类较多，不仅包含信息技术、自动控制技术、数控加工技术，还包含计算机技术和通信技术等。在将自动化技术应用于机械设计的过程中，最关键的是要通过应用自动化技术实现自动化设计，提高设计的科学性，使所设计的机械产品具有经济性、技术性和实用性，确保机械设计自动化设备可靠、稳定运转。在具体的机械设计自动化设备中，一旦涉及安全控制指令的执行，为达到安全目标，有关人员需坚持相应的原则与规范。一旦设备运行过程中出现故障，设备可立即进入自动化分析环节，并根据分析结果进行相应处理[1]。因此，为保障机械设计自动化设备设计的科学性与合理性，促进机械制造自动化、智能化目标的实现，应以生产对象为前提，如自动化仪表、立体车库等，考虑相关人员在后续制造过程中发生偏差时的诊断能力和解决能力。机械设备自动化设计需综合考虑温度、压力、应用频率等各个因素，依据设备对外界作用力的恢复程度，确定最合理的安全系数。

2 机械设计自动化设备安全控制的关键点

2.1 保证设备之间、零件之间的整体配合

在当前机械设计制造技术不断进步的过程中，设计自动化取得了显著成效。为达到安全控制目标，在开展自动化设计的过程中，应保障设备之间、零件之间的配合度。在实际设计过程中，即使应用了自动化控制技术，也很容易出现不同设备之间联动不好、零部件协调性不足的问题。如果在设计过程中这些问题得不到有效处理，机械设备投入使用后可能会出现零部件的磨损或者损坏情况，增大安全风险[2]。因此，机械设计自动化设备安全控制中应重视设备之间、零件之间的整体配合度。

2.2 重视电力、动能的适配性

在具体的运行过程中，任何机械设备都需要有电力或者其他动力的支持。只有在动力驱动作用下，才可实现机械设备的功能、质量和安全目标。为在机械设计自动化设备安全控制中做好各项安全工作，需保障电力、动能之间的适配性。在电力等动能系统架接的过程中，应确保在设计和处理环节电压、电流、功率等各个参数的合理性，以避免电力、动能匹配性不足导致安全问题[3]。

2.3 关注实践数据的分析与利用

机械行业在当下稳步发展的过程中，不论是设计还是制造，自动化都取得了一定的发展成效。随着人们对机械设计自动化设备安全控制的重视，为达到理想的安全控制目标，在开展各项设计工作的过程中应重视实践，关注机械设备在具体应用中的情况，将实践数据作为设计依据。

2.4 重视信息化系统的应用

机械设计自动化设备的安全控制中，为达到最终的设计效果，不能再采用传统的设计思路，应该积极应用信息化系统，通过构建信息子系统实现相关信息的共享，从而达到安全管理的目标。在形成信息化系统后，安全信息的分享可利用现代信息技术和设备来完成。存储于设备的各种信息，可在共享前提下实现合理利用，作为安全控制的依据。

3 机械设计自动化设备安全控制的具体对策

3.1 引入先进监控系统和安全预警系统

在开展机械设计自动化设备的安全控制时，为保障最终安全目标的实现，需引入现代化的监控系统和安全预警系统完成对整个设计环节的安全监控。一旦系统发现自动化设计过程中存在安全威胁，预警系统会立即发送预警信息，将结果反馈给有关人员。设计人员可根据安全控制的要求和反馈的信息，有针对性地进行设计调整。比如，在自动化设备各个部分的工作中，可通过摄像头或者传感器的安装，由这些摄像头或者传感器进行相应的信息分析和安全监控。设备运行过程中，安全预警系统可实时监控设备各个环节的状态或者参数信息，确保温度、转速、气压等各个参数处于正常范围。一旦存在数据异常信息，预警系统会立即发送报警信息，提醒相关人员及时处理问题[4]。在有条件的情况下，可采用智能控制预警系统。该系统具备更高的智能化水平，可在识别到异常信息后实现自动修复与处理。

3.2 借助计算机程序控制

为提高机械设计自动化设备安全控制的安全水平，在自动化设计过程中，通过计算机程序控制方式实现对安全隐患的处理。机械设计自动化设备安全管理与控制中，为保障计算机程序的正常运行，需结合实际的设计要求进行程序的科学设定，使得计算机程序可同步执行，从而利用程序实现多项控制。

3.3 做好设备的稳定性设计

在开展设计工作时，设计人员应将稳定性设计作为重点工作，以提高设备本身的可靠性。具体的稳定性设计工作开展中，为保障整体的设计水平，设计人员需结合机械设备的设计要求、结构特点和运行情况，分析影响设备稳定性的各种因素，在对因素加以分析的基础上开展有针对性的设计。一方面，在机械设计环节应依据机械设备本身的使用功能，预测后续可能存在的安全风险，以这些安全风险的类型和特点为前提，在设计环节制定关于设备安全问题的预备方案[5]。另一方面，综合协调机械设计中的安全性、经济性、稳定性以及环保性等，强化自动化设计，使得机械设备自动化模块能够进行相应的数据采集和分析，通过自动化调整和控制来保障机械设备的可靠运转。

3.4 构建安全风险评估系统

机械设备自动化设计可克服传统人工设计方面的诸多问题，自动对机械设备的各种参数与数据开展系统化分析，并根据分析结果进行机械设备设计的风险评估。通过对机械安全状态的科学判定，精准分析机械自动化的运行效率和工作质量，进而对机械设计开展全过程、全方位的风险评估。在风险评估过程中，第一时间发现自动化设备设计过程存在的安全风险，从而有针对性地制定安全改进措施，以指导设计工作。在机械设计自动化设备安全控制中，需构建完善的安全风险评估系统，协调处理各种问题，在满足机械功能设计要求的前提下进行安全优化。

安全风险评估系统应具备安全评价、全过程安全管理以及设备风险分析等功能。第一，安全评价。安全控制工作中，安全评价是前期性工作，对自动化机械设计中的各个环节加以风险分析与评估，将评估结果作为安全设计与控制的依据。第二，全过程安全管理。自动化机械设计的实施过程中，应将设备控制和设计方案有效结合，依据具体情况，强化机械设计与控制，使得自动化机械设计具备一定的预控能力。自动化机械的安全控制环节应强化风险评估，在自动化机械的一些核心环节添加系统化分析模块，以评估和判定机械设备的安全风险，提高自动化设计的管控能力。安全控制应结合机械设备的基本特点，制定与之相符的安全限制规范，经由自动化设计与安全控制的高度结合，延长机械设备的使用寿命。市场上的机械设备种类繁多，不同类型的机械设备需要从设备本身的特点出发，开展系统化分析，在发现安全风险的情况下及时制定安全控制措施。第三，设备风险分析。安全控制应该将设备的风险因素作为管理的重点内容，对机械设备的具体情况开展全方位判定和分析。一方面，要了解设备最容易出现的故障，以及故障的表现、原因和结果；另一方面，要根据设备操作周期实施系统化管理，针对风险频次与时间开展有针对性的安全控制。

3.5 积极应用国际先进的安全控制技术

国内外的相关专家在机械设计自动化设备的安全方面开展了大量技术研究与创新，使得市场上出现了很多类型的安全技术。为全面推进机械设计自动化设备安全控制，设计人员在开展设计工作的过程中，可根据国内外的技术发展情况，引入国际上先进的安全控制技术，强化机械设备自动化设计各个环节的安全管理与控制。在开展机械设计的过程中，安全控制需考虑使用者的需求和使用便捷性。具体工作中，需开展人性化设计。机械设计自动化设备要调整与优化各种输入输出设备功能，保障设备的功能完整性和性能优越性。自动化技术由计算机程序完成相应的控制，为保持安全控制的有效性，需将安全控制与计算机技术结合，保持不同专业之间的高度匹配，发挥不同专业和技术的优势。先进技术在机械设计自动化设备安全控制中的应用，既要保障程序的灵活性，又要及时更新软硬件，以提高智能化水平。