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进入工业现场的安全总线

进入工业现场的安全总线 2011年12月09日 来源： 现场总线是一种已被大家所熟知和广泛使用的比较成熟的控制系统技术。一直以来，安全控制技术落后于标准的控制技术，而刚刚起步的“安全现场总线”技术则是在现有“标准现场总线”的基础上发展起来的具有安全总线协议的新型的安全控制系统技术。本期让我们共同关注安全总线的特点、作用和实际应用前景。 走向成熟的安全现场总线 何华先生：安全现场总线技术是在现有标准现场总线的基础上发展起来的具有安全总线协议的新型的安全控制系统技术。安全现场总线能够确保在应用中有很高级别的完整性，包括报文冗余、交叉核对，确保安全信息能够在预定时间内，可靠地从一个设备传输到另一个设备，并能保证数据内容的完整性。 从安全总线在全球的应用范围来看,实践证明已经采用安全总线的行业包括汽车、机床、机械、船舶等行业,以及过程工业中的石化、炼油、电厂、锅炉控制和燃烧控制、高压应用等。此外,它还应用于远程遥控、无人值守以及维护费用十分昂贵的场合(例如大型储罐区)。 许玮先生：安全现场总线是一个开放性的总线系统，用于传输一系列与安全相关的数据。整套系统用来完成安全相关的功能，例如紧急停机，安全门监控，安全光栅监控等。安全现场总线推出的目的与标准现场总线的目的类似，就是使控制分散化、现场化，系统结构灵活化，使安全系统控制的范围更广。 安全总线系统基本由安全控制器（安全PLC）和现场分散安全模块组成（例如分散式I/O安全模块）。安全控制器是安全总线系统的核心，安全系统中所有的逻辑运算处理、以及安全总线系统的运作管理等都由安全控制器完成。现场分散安全模块用于处理安全输入信号以及安全输出信号。安全控制器和现场分散安全模块必须符合安全相关要求，经过安全相关机构的认证，达到一定的安全等级。这两者之间就是通过安全现场总线（Cable）来连接，在这根Cable上安全相关的数据传递于安全控制器和现场分散安全模块之间。由于安全相关数据在传递过程中的正确性、安全性、反应时间及可靠性等会直接影响安全功能，所以这根安全现场总线（Cable）也必须经过安全相关机构的认证。 当前主流的安全总线标准 上官小晶先生：现在安全总线都以各自的现场总线技术为基础，发展相应的安全解决方案，这样不利于标准化。未来的发展方向必然是安全总线技术的标准化，这样才有利于技术和产品的推广。 当前行业内主流的安全总线标准如下： EthernetPowerlinkSafety：2001年11月贝加莱推出EthernetPowerlink，2003年1月EPSG成立，2003年11月EPSG推出EthernetPowerlinkV2。近期推出以EthernetPowerlink为基础的Safety方案，满足安全等级SIL3（IEC61508），同时循环时间下降到200μs，符合TÜV认证。 ProfiSafe：1999年在西门子问世，ProfiSafeV1.30以ProfiBus为基础，拥有TÜV，BGIA，UL等机构认证，达到SIL3安全等级（IEC61508）。2005年6月ProfiSafeV2推出，进入工业以太网ProfiNet的应用范畴。 CIPSafety：由ODVA提出，CIPSafety以CIP网络（DeviceNet，ControlNet，Ethernet/IP）为基础，达到SIL3安全等级（IEC61508）。 SafetyNetp：1999年PILZ推出安全、开放的现场总线系统SafetyBusp，近期推出了安全的工业以太网系统SafetyNetp。 InterbusSafety：由InterbusClub和PhoenixContact公司开发，以Interbus总线为基础，2001年得到德国BIA组织EN954-ILKAT4标准许可证明，达到SIL3安全等（IEC61508）。 CC-LinkSafety：由CLPA推出，以CC-Link为基础，达到SIL3安全等级（IEC61508）。 与标准现场总线系统的兼容 许玮先生：其实安全控制系统与标准控制系统两者在控制上是相互独立的，但是彼此之间又存在着一定的关联。从如下的一张图中可以明白标准的安全总线、现场总线和最终的受控对象之间的关系。 在逻辑结构上安全控制系统的输出与标准控制系统的输出做了个“与”功能，其意义就在于当安全控制系统经过对安全输入信号的处理之后得出现场工况不存在一定的危险性时，其安全输出闭合，此时标准控制系统的标准输出通过本身的通或断来控制最终的受控对象。一旦安全控制系统发现现场需要紧急停机时，其会把安全输出给切断，此时由于控制回路已经断开，所以标准控制系统将无法使最终受控对象再次运行。 安全现场总线和标准现场总线之间在控制上是一个独立的关系，那它们之间就没有一点关联吗？Pilz的安全现场总线SafetyBU

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