用于重大危险源设备的功能安全监控开发及演示系统技术方案

本发明专利技术涉及用于重大危险源设备的功能安全监控开发及演示系统，属于功能安全监控技术领域，该系统包括安全控制柜，设置在安全控制柜中的安全PLC，图形触摸终端、安全输入设备、安全输出设备；还包括上下连成一体的四方体框架和仪器层，安装在四方体框架三个侧面的安全光栅、非接触式磁性安全门、机械式安全门，置于四方体框架上方的报警设备；安装在仪器层面板上的操作按钮，置于四方体框架一侧地面上的安全地毯，被监控的高速旋转设备置于四方体框架内；本系统提供四种有效防护措施，有效避免操作人员进入危险区域或因操作不当引发的各类人身事故。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能安全监控
，尤其涉及一种功能安全监控开发及演示系统。
技术介绍
随着社会的发展和以人为本理念的深入，安全对于人员、设施和环境来说变得越来越重要。近年来，石工、机械制造等工业领域，各类安全生产事故的频繁发生不仅给企业和社会带来了巨大的经济损失，而且对人身、设备和环境构成了极大威胁，已经成为制约我国经济发展与和谐社会建设的重要因素。安全设备及系统的使用为预防重特大事故的发生发挥了重要作用。这些设备和系统本身在危险出现时正确执行安全功能的可靠性，即安全系统本身的功能安全问题越来越突出。 现有大部分重大危险源设备使用护栏进行防护，阻止人员进入。但护栏设置会极大的影响工作人员对高危设备运行状态的观察和操作效率，且会扩大保护设备、人员安全所需要的空间，可靠性较差。对于机械制造业中的机械手之类的设备，采用护栏的方式可能会影响设备的正常运行，且难以实现有效、可靠、安全的防护。另外，有一些重大危险源设备现场采用在其周边拉警戒线的方式，或在地面画警戒线的方式提示人员危险区域范围，但这两种方式均过于简易，不能引起人员的足够重视，且不能对仅有身体某一部位进入危险区域的人员进行有效防护，危险性很大。第三，现有的安全监控装置功能单一，仅完成重大危险源设备现场的图像监测，并不能对人员进入危险区域实现预警报警，更不能实现紧急联动，将危险设备紧急停止。因此，开发实用、可靠的用于重大危险源设备的功能安全监控系统，实时监控重大危险源设备的预警报警和紧急停车，对重大危险源设备的安全运行及机操作人员的安全防护具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服已有技术的不足之处，提供一种用于重大危险源设备的功能安全监控开发及演示系统，为重大危险源设备提供安全光栅、安全地毯、非接触式磁性安全防护门、机械式安全门四种有效防护措施，有效避免操作人员进入危险区域或因操作不当引发的各类人身事故。本专利技术提供一种用于重大危险源设备的功能安全监控开发及演示系统，其特征在于，该系统主要由功能安全监控单元和安全防护及演示单元组成；所述功能安全控制单元包括安全控制柜，设置在安全控制柜中的安全PLC，图形触摸终端、安全输入设备、安全输出设备；图形触摸终端与安全PLC通过电缆线相连，系统运行过程中操作人员便于在外侧观察图形触摸终端上的信息；所述安全输入设备、安全PLC、安全输出设备依次通过电缆线连接；所述安全防护及演示单元包括上下连成一体的四方体框架和仪器层，作为设备安装的载体；安装在四方体框架三个侧面的安全光栅、非接触式磁性安全门、机械式安全门，置于四方体框架上方的报警设备；安装在仪器层面板上的操作按钮，置于四方体框架一侧地面上的安全地毯，被监控的高速旋转设备置于四方体框架内；所述安全地毯和操作按钮通过电缆线与安全输入设备连接；高速旋转设备和报警设备通过电缆线与安全输出设备连接；安全光栅、非接触式磁性安全门和机械式安全门通过安全总线与安全PLC连接。本专利技术具有以下有益效果本专利技术系统根据重大危险源设备监控的实际需求，为重大危险源设备提供安全光栅、安全地毯、非接触式磁性安全防护门、机械式安全门四种有效防护措施，可完成典型重大危险源监控对象生产的安全保护、安全参数的采集、显示、报警、分析、控制和系统失效时的安全状态维持，实现系统紧急停车、应急联动、系统失效安全保障，保护重大危险源监控对象运行过程中人员、机器及环境安全。有效避免操作人员进入危险区域或因操作不当引发的人身事故。附图说明图I为本专利技术的总体结构框图。 图2为本专利技术中功能安全监控单元和安全防护及演示单元各设备分布示意图。具体实施例方式本专利技术提出的用于重大危险源设备的功能安全监控开发及演示系统，结合附图及实施例详细说明如下本专利技术的用于重大危险源设备的功能安全监控开发及演示系统总体结构如图I所示，该系统主要由功能安全监控单元I和安全防护及演示单元II组成；所述的功能安全监控单元，用于安全参数的监控并将采集的数据进行处理分析、判断和逻辑运算，并将运算结果输出到安全防护及演示单元，实现高速旋转设备的紧急停车，报警设备联动报警。所述的安全防护及演示单元，用于实现现场信号的采集、传输以及操作命令的执行。所述功能安全控制单元I包括安全控制柜，设置在安全控制柜中的安全PLC(安全可编程逻辑控制器)，图形触摸终端、安全输入设备、安全输出设备；图形触摸终端与安全PLC通过电缆线相连，系统运行过程中操作人员便于在外侧观察图形触摸终端上的信息；所述安全输入设备、安全PLC、安全输出设备依次通过电缆线连接；所述安全防护及演示单元II包括上下连成一体的四方体框架和仪器层，作为设备安装的载体；安装在四方体框架三个侧面的安全光栅、非接触式磁性安全门、机械式安全门，置于四方体框架上方的报警设备；安装在仪器层面板上的操作按钮，置于四方体框架一侧地面上的安全地毯，被监控的高速旋转设备置于四方体框架内；所述安全地毯和操作按钮通过电缆线与安全输入设备连接；高速旋转设备和报警设备通过电缆线与安全输出设备连接；安全光栅、非接触式磁性安全门和机械式安全门通过安全总线与安全PLC连接。本专利技术中功能安全监控单元I和安全防护及演示单元II中各设备分布实施例如图2所示。作为功能安全监控单元I各设备安装载体的安全控制柜I和作为安全防护及演示单元II中各设备安装载体的上下连成一体的四方体框架6、仪器层7平行排列放置。功能安全监控单元I中，图形触摸终端2安装在安全控制柜一侧的门上，安全输入设备3、安全PLC4、安全输出设备5由左到右安装在安全控制柜背板上。安全防护及演示单元II中，使用四方体框架作为高速旋转设备13、安全光栅11、非接触式磁性安全门10和机械式安全门12的安装载体，四方体框架下方为仪器层，仪器层下方为支撑架8。高速旋转设备平行于水平面方向固定在四方体框架一侧的金属背板上，其正前方两根垂直棱柱上安装有安全光栅的发送器和接收器，在高速旋转设备正前方形成透明的安全光栅防护。四方体框架左侧安装有透明玻璃的非接触式磁性安全门，右侧安装有透明玻璃的机械式安全门，上方安装有透明玻璃，下方安装有金属板。安全地毯9放置在非接触式磁性安全门的正前方的地板上，人员站在安全地毯区域，高速旋转设备立即停止以演示其对某一特定地面区域的防护。仪器层为封闭式结构、金属板材质，位于四方体框架下方，以四方体框架底部的金属板为顶，内部放置连接操作按钮15和高速旋转设备的电缆线。操作按钮安装在安全光栅下方的仪器层前面板上，用以控制高速旋转设备的启动、恢复和紧急停止操作。报警设备14固定于高速四方体框架上方用以提示设备运行状态。本系统各设备的功能及具体实施方式分别说明如下本实施例的功能安全监控单元I中安全控制柜，用于作为安全PLC，图形触摸终端、安全输入设备、安全输出设备的安装载体。安全控制柜背板上由左到右依次安装有安全输入设备、安全PLC、安全输出设备，安全控制柜一侧的门上安装有图形触摸终端。安全控制柜立方体结构，金属板材质，规格为500 X 1500 X 2000mm。 功能安全监控单元I中的安全PLC，当操作人员违规操作时，安全PLC分析处理来自操作按钮、安全光栅、非接触式磁性安全门和机械式安全门的电信号，输出命令给高速旋转设备，将设备置于锁止状态，同时输出指令使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于重大危险源设备的功能安全监控开发及演示系统，其特征在于，该系统主要由功能安全监控单元和安全防护及演示单元组成；所述功能安全控制单元包括安全控制柜，设置在安全控制柜中的安全PLC，图形触摸终端、安全输入设备、安全输出设备；图形触摸终端与安全PLC通过电缆线相连，系统运行过程中操作人员便于在外侧观察图形触摸终端上的信息；所述安全输入设备、安全PLC、安全输出设备依次通过电缆线连接；所述安全防护及演示单元包括上下连成一体的四方体框架和仪器层，作为设备安装的载体；安装在四方体框架三个侧面的安全光栅、非接触式磁性安全门、机械式安全门，置于四方体框架上方的报警设备；安装在仪器层面板上的操作按钮，置于四方体框架一侧地面上的安全地毯，被监控的高速旋转设备置于四方体框架内；所述安全地毯和操作按钮通过电缆线与安全输入设备连接；高速旋转设备和报警设备通过电缆线与安全输出设备连接；安全光栅、非接触式磁性安全门和机械式安全门通过安全总线与安全PLC连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宗之，魏利军，方来华，关磊，陈丽丽，
申请(专利权)人：中国安全生产科学研究院，北京中安科创科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：