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随着我国装备制造业的快速发展,机械制造及其自动化技术也得到了长足的发展。下文是我为大家搜集整理的关于发表机械制造论文的内容,欢迎大家阅读参考!
浅析机械制造中的安全控制系统
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[1],本文对于相关问题进行分析。
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[2]。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。
参考文献
[1]孙清泉,徐卫国,康健.冷轧机自动化安全控制系统[J]. 设备管理与维修,2008,1.
[2]陆武.浅谈故障安全控制系统的通信[J].自动化仪表, 2007,28(1).
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内卷又称内卷化,网络流行词,指同行间竞相付出更多努力以争夺有限资源,从而导致个体"收益努力比"下降的现象。可以看作是努力的"通货膨胀"。也指一种社会或文化模式在某一发展阶段达到一种确定的形式后,便停滞不前或无法转化为另一种高级模式的现象。
从学术意义上审视,“内卷”的基本含义是指系统在外部扩张条件受到严格限定的条件下,内部不断精细化和复杂化的过程。而在我们时下语境中,不少人把事物既无法维持现状又难以自我更新,只能在内部不断复制和精细化的现象,称为“内卷”。 目前很多大学生都存在着内卷的现象,尤其在大学生中更是盛传出了这样一句话:“宁可累死自己,也要卷死别人。”下面让我来为大家分析一下这种现象。
一,内卷原因
起先大学生们刷爆朋友圈的几张“内卷”图片是这样的:有的人骑在自行车上看书,有的人宿舍床上铺满了一摞摞的书,有的人甚至边骑车边端着电脑写论文。这些图片最早在清华北大的学霸之间流传。之后,“边骑车边看电脑”的“清华卷王”等热门词语登上热搜,相关的表情包也出现在了不少大学生的社交软件中。中青报·中青网记者通过采访多位大学生和高校教师发现,大学生之间的“内卷”是一个普遍现象。比如说,任课老师对某篇论文作业的字数要求是5000字左右即可,但是不少人为了获得更好的成绩,都选择写到8000到10000字,甚至更多。到最后,几乎每个人的作业都大大超出了老师的要求,而能够获得满绩的学生比例是固定不变的。”这也就意味着,就论文作业来说,字数远超要求和刚好达标的结果是类似的,因为大家普遍付出了更多的努力,而每个人最终得到的收益却没有显著增加。若剖析“内卷”背后的原因,离不开一个词:竞争。
“随着竞争的加剧,我们需要不断提升自身竞争力才能争取到我们想要的东西,我们也就被‘内卷’驱使着前进,并不断克服困难。”有人说,“即便这种前行是被动的,但当我们做到之后,再回头看,就会发现:那些自己曾经认为的困难,其实也不过如此吧”。此前,有媒体就中国顶尖高校中“绩点为王”的现象进行报道,并表示不少顶尖高校的学生因“内卷”而迷茫。当看到高校学生因“内卷”而迷茫的背后是“年轻人在极度竞争中,成功压倒成长,同伴彼此PK,精疲力竭”,就可以发现,所谓的内卷并不是今日才有之现象,而是竞争压力之下,对诸多短期利益、荣誉的过度追求,才导致了超出正常竞争压力的疲惫和不堪。
据了解,贺如松是清华大学机械工程学院精密仪器系的一名硕士研究生,和上热搜的“清华学神”在同一个系。“骑车不忘看电脑的那位同学,他学习态度很踏实,我很佩服他。他其实不是网友调侃的那种‘天才’,但一直是一步一个脚印干好自己的分内工作。”贺如松说,“他其实也有各种各样的娱乐活动,既能好好学习,也能好好玩耍,我觉得这种心态很好”。贺如松已经在清华园度过了4年的时光。回想起来,他觉得自己并没有明显地感受到内卷。“我身边的同学也没怎么觉得被‘内卷’了,可能我们都比较佛系吧。至于那些特别厉害的‘大佬’,他们本来就能力很强,谈何‘卷’呢?对于想要完成的目标,我通过一般化的努力都能达到。不过如果有时竞争实在太大,那我也会直接放弃。”贺如松说。
据媒体报道,记者通过采访多名大学生和高校教师发现,大学生之间的“内卷”是一个较为常见的现象。进入大学后,大家对于“优秀”的定义变得多样化,大学生们自身学业发展和未来人生规划的选择也比中学时期丰富得多。不少大学生表示,“内卷”的热度,不仅是一种自我调侃,也是面对学业以及自我发展的众多压力的真实写照。竞争本是常态,但当发展到总想与人一比高低,“想做科研,有人发的论文更多更重要;想玩社团,有人的兴趣和专业水平更高;想找工作,有人简历上积累的证书和经历更多”,而忽视自我的真正定位和价值追求时,恐怕就是一种畸形的心理在作怪,乃至折射着一些大学生定位模糊、目标虚无和精神缺失的尴尬。在随波逐流中,认识不到自己真正应该努力的方向,看起来忙忙碌碌,却发现自己很多地方比不上他人,难免产生失落和不满,所谓的“内卷”就出现了。在这样的环境下,我认为大学生们的“内卷”,也是应对竞争压力的正常反应。
而且大学生人数随着时代的发展越来越多,第二是往大城市挤的也多了,达到了一定的程度的饱和。每个人都在努力,所以就显得每个人努力的成果也很平凡了…加上多数人总在往热门且竞争激烈的专业跑,盲目跟风听别人说什么好就干什么,没有对大势发展的判断和自己的思考,怎么可能不内卷。
二,看法(仅代表个人意见)
《中国青年报》的一篇报道就指出,有些大学生认为,网络上关于“内卷”的讨论更多是在贩卖焦虑,理性表达很少。大多数人的视线仅聚焦于“内卷”之下的激烈竞争,却在实际生活中碌碌无为,继续做着“咸鱼”。清华大学机械工程学院精密仪器系的硕士研究生贺如松就在接受采访时表示:“对大多数人来说,竞争本就存在,想往高处走就势必付出比别人更多的努力。‘口嗨’无济于事,不如多花点时间泡图书馆”。
“我们当代大学生说的内卷,往往想表达这样一种困惑:自己明明忙忙碌碌,学得很刻苦认真,但是好像并没有实现太大的突破,并没有提高太多。”中国人民大学新闻学院副教授陈阳告诉中青报·中青网记者。对未来的迷茫、对当下的困惑,让不少大学生陷入“内卷”。2019年,北京大学教育学院一项调查显示,29.2%的被调查本科学生既无明确的自我发展规划、自主性学业参与也较低,32.8%的学生虽抱有清晰的自我发展目标定位、却在行动上滞后。在本科院校中,近42%在校生对于未来没有清晰的生涯规划。
就笔者观察,一些大学生的“内卷”当然与压力有关,但从深层次上说,窃以为,这不是真正向上的压力,有虚荣和炫耀心态的成分,比如把所谓的“证书”等表层东西当成“优秀”。可以说,“绩点为王”之下,部分大学生的“内卷”很可能是一种精心算计的利益得失和功利计较,是生怕别人比自己得到的外在“荣誉”多,绝非真正的良性竞争和你追我赶为了未来而奋斗的无悔付出。我们常说,既要脚踏实地又要仰望星空。但眼中只有他人获得的“证书”“奖学金”时,就是欲望放逐了理想,功利扭曲了信念,长此以往,不要说仰望星空了,恐怕只能在短期利益的泥淖中打转,进而忘记了学习是为了什么,人生是为了什么……这不能不说是一种遗憾。
回过头来看,曾经同样得到公众广泛关注的“绩点为王”,也不过是职场“内卷”的预演,两者的精神内核从来就是一致的。大学生们的共同困惑是,自己明明忙忙碌碌,学得很刻苦认真,但是好像并没有实现太大的突破,并没有提高太多。换言之,高绩点是否等同于成功?在取得高绩点之外,天之骄子们还有没有其他提升自我、充实自我的方式方法?无需否认,适当的学业负担是帮助大学生进步的良药,在竞争中成长也是每一位年轻人的人生必修课。只是,让他们拥有更清晰、明确的自我规划,拥有更积极的学习动力,还需要高校给予更科学、实在的帮助。都说条条大路通罗马,所以,人生的道路不该只有“内卷”一条,值得肯定的价值观也不只有“往高处走”。
胜人者有力,自胜者强。大学生应对自身社会角色进行清晰认知和理性定位,不能急功近利好高骛远,更不能把才华支撑不起抱负当作“内卷”,而要牢记时代使命,养成追求真理、志存高远的优秀品格,自觉把个人理想融入到社会理想之中,把个人的前途和祖国、人民的命运联系到一起,立鸿鹄志、坚定信仰、奉献国家,在为实现社会理想奋斗的过程中实现个人理想。
当大学进入“严字当头”的时代,严把教学关、为大学生增负成为高校的重点工作,大学生也就自然感受到了更大的学业压力。压力并不是逃避的借口,适当的学业负担是帮助大学生成长的良药。但是,如何积极看待这样的压力,不仅需要大学生的自我调节,也需要高校给予相应的指导。事实上,这种只有“外延扩展而无内涵发展”的状态,意味着精力的无端消耗和精神的漂泊不定。不少大学生面对竞争时,只求短平快的功利,缺少积跬步至千里的勇气和毅力,这样的人生谈不上成就感和获得感,遑论成为社会需要的人才。人生之路是一个“重复博弈”的过程,如果缺少磨炼意志、砥砺志趣的追求,缺少坐得住冷板凳、耐得住寂寞的精神,那就只能在郁郁寡欢的不得志中沉沦,在自怨自艾中越来越“内卷”。正如新闻所说,竞争本就存在,想往高处走就势必付出比别人更多的努力。
以上这些从个人认同辐射出来的内容最终还是要回归到社交体系当中来,过多内卷化然后自己的信息范围可能回浓缩在某个范围之内,这样也许短期看不是坏事,长期如果没有改变的话可能每个人都只关注自己的事情,或许我们也可以偶尔去看看新的信息,或许外界的标准可以适当降低,而大学生们仍然需要明白不努力迟早会提前出局,内卷化是社会发展必然经历的过程,也会诞生新的起点与信息爆炸潮流,或许下次就会有新的信息结构来丰富自身储备,我们可以保持诚实坚定的做自己,注意调整自身压力。
三,如何避免”内卷“,如何应对呢
如今,从大学生中“出圈”的“内卷”一词出现在各行各业中,成为无处释放的社会压力的代名词。人们常说,大学是一个小的社会,对于正在经历“内卷”的大学生来说,如何正确看待“内卷”,并从“内卷”中脱身,是一个重要课题。
湖南大学材料科学与工程学院辅导员于涵宇在工作发现,很多正在找工作的大学生也时常陷入“内卷”中。“比如说,有的毕业生找工作,如果我看你发朋友圈说,你这周参加10场宣讲,下周我就铆足劲儿参加20场,而且我的简历要花很多时间精力,甚至付费去排版美化。”于涵宇说。“现在内卷更多地表达一种消耗精力的死循环。其实作为辅导员,我个人也是能理解这种竞争和一定程度上的攀比心理,但是我们现在在和学生交流的过程中,就会更加希望学生要有意识去思考,不要让自己进入这个陀螺式的死循环中。”于涵宇告诉中青报·中青网记者。于涵宇表示,自己经常和学生强调要有“思维意识”。她认为,很多大学中的考核并不是比量的竞争,因此学生们要跳出固有的思维模式,跳出自己认为的高度一体化的竞争,静下心来向内分析自己,再向外分析整体竞争环境,结合大势锻炼和发展自己。
陈阳认为,无论是相对于个体而言,还是相对于整个社会来说,面对“内卷”都是一项挑战。她表示:“学生自己需要想明白‘我希望成为怎样的人’;而教育政策的制定者和执行者,以及学生父母,需要想清楚‘我们的教育目标是为了培养怎样的人才’‘我们希望看到孩子成为怎样的人’。”
我觉得,让我按照内卷的方式去竞争,我竞争不过。内卷的本质在于,你能分配到的资源和以前相比,变少了,你要花费数倍的努力,甚至去做一些无意义的事情表现自己的优秀,才能得到和以前相同的资源,而且难以退出。以前拿着塑料小刀就可以分一块的蛋糕,现在要拿电锯去争,而且你不切就会饿肚子。而我们的社会如何划分谁能得到更多的资源,所谓的“刀”是什么呢?成绩,学历。那些清华北大的精英,无论是智商还是自律能力,我在高考时就输给了他们,他们现在又付出了更多的努力,你问我,我怎么和他们竞争?那么内卷这个问题,如何面对呢?
说句实话,从上了大学开始,我的生活周围就出现了“内卷”这个词汇,从《绩点为王》那篇文章开始,对内卷现象的焦虑从985的顶尖高校逐渐蔓延到了社会的角角落落。实际上,内卷是一个很精英化的词汇,它面对的群体很小,就是那些985高校的精英。而此时此刻,我却在一个比较普通的一本大学饱受内卷的折磨。但是没有办法,现在已经发展成这样了,也不能一直纠结在”为什么“上面,我们要想办法避免它。
首先 如果想要避免内卷化就要进行长期的职业规划,每天做出一点进步。我可以不和精英们竞争,我只专注于自己眼前的事。我一直认为,只要我足够专注于我的作品,我把我的一切都投入在我眼前的事物上,那些外界的焦虑就不会传染到我身上。何况,当我对这个事物足够痴迷,当我成为它的专家,我就绝对能在更多的人眼中有自己的价值。而且我也还有优势,虽然我并不是什么行业的精英,只是一名普通的大一学生,但是我有选择的资本,我的人生才刚刚开始。从现在开始制定长期的目标,以及职业规划,我相信我可以通过自己在大学这四年的努力让自己远离内卷,活得恣意潇洒!
其次既然卷不过精英,那就不卷了呗!和智商还有自律能力都爆表的卷王们相比,我们有一个优势——还未陷入和他们一样的囚徒困境。他们把自己的大部分时间用来相互竞争,用来实现自己的目标,反而失去了闲暇来思考自己整个的人生。相反的,我的生活虽然散漫,但是我有机会去阅读很多闲书,我一个学期可以看经济学、哲学、传播学、文学等各个方面的书,我有机会站在一个更高的纬度上,看待自己的问题。乔布斯是一个努力的人,但他绝不是一个内卷选手,否则他不会远去印度修禅,而如果他没有接触到禅宗——这个和互联网公司看似毫无瓜葛的文化,他最后如何能搞出苹果手机系统这种简洁优美的设计。乔布斯不一定有切蛋糕的能力,但是一定有做蛋糕的手。放下眼前的竞争,对自己的生活真正的进行思考,追求一个可能,而不是必然,这不是更符合一个年轻人的作为吗?
当然,作为一个还没满二十的小姑娘,我的想法还是极其幼稚。但是无论是个人如何面对内卷,还是社会如何解决内卷,内卷这个问题都需要被解决,而埋头进入内卷的洪流,是绝对解决不了的。所以,要多阅读,多经历,提升自己的思想,尤其是对于我们这样的大学生,我们比起其他人有着不可磨灭的优势。相信我们总有一天会通过自己的努力到达更高的纬度,在那之后后,会有条道路展现在眼前。以我一个大一学生的视角来看,没有什么是不可能的,同为大学生的你们也要加油啊,千万不要让”内卷“束缚住你们本应该四处飞翔的心!!!
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