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《GB/T 16855.1-2018机械安全 安全控制系统 第1部分:设计通则》是机械安全领域的重要标准之一,归口在全国机械安全标准化技术委员会(SAC/TC208)。该标准在此之前已经多次更新。2023年在浙江台州召开了第一次制修订会议,进行了标准细则商讨。本次为该标准的第三次制修订会议,由皮尔磁的安全专家尹之尧主持,按照GB/T 1.1-2009给出的规则,基于ISO 13849-1:2023,对于新版标准中增加的多项安全规范和要求进行了严谨、仔细的分析讨论。
会议的核心内容包括:
1. 安全术语及定义的更新
讨论会对旧版标准的部分术语及定义进行了更新,以使其更符合安全控制系统实际设计时的表述。
2. 安全功能规范
作为安全控制系统设计的第一步,制定安全功能规范无疑是相当重要的。与会专家详细讨论了安全功能的识别及编写安全要求规范的必要信息,并明确了安全规范审查的必要性。
3. 安全控制软件的开发与验证
新版标准新增了软件相关的章节及附录,各位专家详细讨论了安全相关嵌入式软件及应用软件的各项要求以及验证方法。强调了用户使用安全相关软件编写安全程序的必要性。在PL等级评估阶段,对于使用软件的安全控制系统,除了硬件以外,用户的应用程序也必须被评估。
4. 其余各章节及附录的审核
与会的各位专家还对标准的其余各章节及附录进行分组讨论,修改了原有讨论稿中不清晰以及易产生歧义的表述。并讨论了附录示例与正文要求的相关性。专家们一致认为,新版标准相比旧版在内容上有大幅更新,更加全面,同时包含更多示例,在实施层面更具有可操作性。
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)分析被控对象并提出控制要求
详细分析被控对象的工艺过程及工作特点,了解被控对象机、电、液之间的配合,提出被控对象对PLC控制系统的控制要求,确定控制方案,拟定设计任务书。
(二)确定输入/输出设备
根据系统的控制要求,确定系统所需的全部输入设备(如:按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等)和输出设备(如:接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等),从而确定与PLC有关的输入/输出设备,以确定PLC的I/O点数。
(三)选择PLC
PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择,详见本章第二节。
(四)分配I/O点并设计PLC外围硬件线路
1.分配I/O点
画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表,该部分也可在第2步中进行。
2.设计PLC外围硬件线路
画出系统其它部分的电气线路图,包括主电路和未进入可编程控制器的控制电路等。
由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。
(五)程序设计
1.程序设计
根据系统的控制要求,采用合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线,逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序,逐步完善系统的功能。除此之外,程序通常还应包括以下内容:
1)初始化程序。在PLC上电后,一般都要做一些初始化的操作,为启动作必要的准备,避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有:对某些数据区、计数器等进行清零,对某些数据区所需数据进行恢复,对某些继电器进行置位或复位,对某些初始状态进行显示等等。
2)检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对独立,一般在程序设计基本完成时再添加。
3)保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分,必须认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱。
2.程序模拟调试
程序模拟调试的基本思想是,以方便的形式模拟产生现场实际状态,为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同,模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。
1)硬件模拟法是使用一些硬件设备(如用另一台PLC或一些输入器件等)模拟产生现场的信号,并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端,其时效性较强。
2)软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序,模拟提供现场信号,其简单易行,但时效性不易保证。模拟调试过程中,可采用分段调试的方法,并利用编程器的监控功能。