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注册安全工程师考试教材讲义:安全人机工程基本知识

来源 :中华考试网 2016-04-23

  第七节 安全人机工程基本知识

  一、定义与研究内容

  (一)安全人机工程的定义

  安全人机工程是运用人机工程学的理论和方法研究“人—机—环境”系统,并使三者从安全的角度上达到最佳匹配,以确保系统高效、经济运行的一门综合性的边缘科学。

  (二)安全人机工程的主要研究内容

  安全人机工程在所研究的诸多因素中,主要是研究人与机器的关系,主要内容包括如下4个方面:

  (1)分析机械设备及设施在生产过程中存在的不安全因素,并有针对性地进行可靠性设计、维修性设计、安全装置设计、安全启动和安全操作设计及安全维修设计等。

  (2)研究人的生理和心理特性,分析研究人和机器各自的功能特点,进行合理的功能分配,以构成不同类型的最佳人机系统。

  (3)研究人与机器相互接触、相互联系的人机界面中信息传递的安全问题。

  (4)分析人机系统的可靠性,建立人机系统可靠性设计原则,据此设计出经济、合理以及可靠性高的人机系统。

  在人机系统中人始终起着核心和主导作用,机器起着安全可靠的保证作用。解决安全问题的根本是实现生产过程的机械化和自动化,让工业机器人代替人的部分危险操作,从根本上将人从危险作业环境中彻底解脱出来,实现安全生产。

  (三)人机系统的类型

  人机系统主要有两类,一类为机械化、半机械化控制的人机系统;一类为全自动化控制的人机系统。

  机械化、半机械化控制的人机系统,人机共体,或机为主体,系统的动力源由机器提供,人在系统中主要充当生产过程的操作者与控制者,即控制器主要由人来操作。在控制系统中设置监控装置,如果人操作失误,机器会拒绝执行或提出警告,其结构如图4一l所示,这是现代生产中应用最多的人机系统。系统的安全性主要取决于人机功能分配的合理性,机器的本质安全性及人为失误。

  在全自动化控制的人机系统中,以机为主体,机器的正常运转完全依赖于闭环系统的机器自身的控制,人只是一个监视者和管理者,监视自动化机器的工作。只有在自动控制系统出现差错时,人才进行干预,采取相应的措施。其结构框图如图4—2所示。系统的安全性主要取决于机器的本质安全性、机器的冗余系统失灵以及人处于低负荷时应急反应变差等。

  

  二、机械设计本质安全

  (一)机械设计本质安全的定义

  机械设计本质安全是指机械的设计者,在设计阶段采取措施来消除安全隐患的一种机械安全方法。包括在设计中排除危险部件,减少或避免在危险区处理工作需求,提供自动反馈设备并使运动的部件处于密封状态之中等。

  (二)机械失效安全

  机械设计者应该在设计中考虑到当发生故障时不出危险。

  这一类装置包括操作限制开关,限制不应该发生的冲击及运动的预设制动装置,设置把手和预防下落的装置,失效安全的限电开关等。

  (三)机械部件的定位安全

  把机械的部件安置到不可能触及的地点,通过定位达到安全的目的。设计者必须考虑到人在正常情况下不会触及到部件,而在某些情况下可能会接触到,例如登着梯子对机械进行维修等情况。

  (四)机器的安全布置

  在车间内对机器进行合理的安全布局,可以使事故明显减少,布局时要考虑如下因素:

  (1)空间:便于操作、管理、维护、调试和清洁。

  (2)照明:包括工作场所的通用照明(自然光及人工照明,但要防止炫目)和为操作机器而需的照明。

  (3)管、线布置:不要妨碍在机器附近的安全出入,避免磕绊,有足够的上部空间。保证维修时人员的出入安全。

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