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Pilz 安全現場(chǎng)總線(xiàn)系統SafetyBUS p的詳細資料

Pilz 安全現場(chǎng)總線(xiàn)系統SafetyBUS p

安全總線(xiàn)系統，例如安全開(kāi)放總線(xiàn)系統SafetyBUS p，已經(jīng)在自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域中確立了自己的地位。它們在許多應用領(lǐng)域控制著(zhù)分散型車(chē)間的安全功能。
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·現場(chǎng)總線(xiàn)的推出
實(shí)施車(chē)間里串行聯(lián)網(wǎng)和機器安全，其意義之重大，等同于引進(jìn)標準現場(chǎng)總線(xiàn)系統。十幾年前，它們就預示了 場(chǎng)標準控制結構的革命。
減少布線(xiàn)和集成診斷功能選項等，僅這幾大優(yōu)點(diǎn)就足以使之迅速為廣大用戶(hù)普遍接受。目前，在空間和時(shí)間十分有限的情況下，現場(chǎng)總線(xiàn)系統正在取代經(jīng)典設計中的標準中央布線(xiàn)控制系統的概念。起初只牽涉到現場(chǎng)裝置的數字和模擬接口，后來(lái)則有更多的復雜構件例如驅動(dòng)器或頻率轉換器等，被集成在系統里。***，現場(chǎng)總線(xiàn)系統已經(jīng)在工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中建立了 套系統。
目前安全總線(xiàn)系統的出現可以看作是分散化控制的下 個(gè)重大步驟。這里提出來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：安全現場(chǎng)總線(xiàn)系統和常見(jiàn)的標準現場(chǎng)總線(xiàn)系統有什么區別？究竟是什么能使控制系統和總線(xiàn)系統安全？
·安全技術(shù)是冗余設計
安全技術(shù)的基本原理是其所有系統構件的多通道結構。這就是說(shuō)，如果有某部分受損，那么并聯(lián)的過(guò)程運作仍然有其暢通的渠道與周邊裝置保持聯(lián)系并且在故障出現時(shí)可以安全停機。
當硬件和軟件的設計帶有多樣性時(shí)，任何時(shí)候都可以停車(chē)，而與現有的運作原理無(wú)關(guān)。所有相關(guān)的構件 直都在各個(gè)安全系統內互相監督。用這種方式，安全程序周期的 大部分移交給了對硬件和軟件的綜合安全檢查，而不是給管理過(guò)程信號。
在各個(gè)有關(guān)的系統構件中，若干個(gè)CPU同時(shí)并聯(lián)地處理輸出信號。如果每個(gè)都出來(lái)同樣的結果，那么信息僅傳到輸出模塊。如果結果不匹配，那么控制器切換到安全條件并發(fā)出相應的信號。所以若干個(gè)并聯(lián)工作的控制器變成 個(gè)多通道的、多樣化的、可編程的安全系統。
·標準化循環(huán)控制任務(wù)
在標準控制技術(shù)里，所有構件的分散結構正越來(lái)越在安全技術(shù)里被接受。在這里，控制任務(wù)與記錄傳感器信號及過(guò)程信號的輸出之間是實(shí)行物理分離的?？刂破骱头稚⒌腎/O模塊通過(guò)串行協(xié)議即現場(chǎng)總線(xiàn)進(jìn)行通信。 方面，這樣減少了布線(xiàn)的成本，另 方面，它也為找到 個(gè)重現控制任務(wù)的統 電氣標準提供了機會(huì )。在電氣計劃中，同樣的功能只需要復制 下；同樣的過(guò)程也可以通過(guò)控制軟件中的專(zhuān)門(mén)功能來(lái)實(shí)施。這樣就大幅度地減少了控制技術(shù)的整體成本。
·安全數據傳送
即使是分散的設計，安全總線(xiàn)系統如SafetyBUS p，也必須滿(mǎn)足安全技術(shù)要求。由于它對于數據傳送方面的冗余設計以及使用分開(kāi)的線(xiàn)纜而變得不太經(jīng)濟，通信系統的接口本身就必須設計得安全，和對總線(xiàn)協(xié)議所必須做的 樣。如果到介質(zhì)的接口是通過(guò)冗余多樣的硬件和軟件的話(huà)，單通道，非安全通信介質(zhì)如纜線(xiàn)或光纖，不會(huì )影響對整個(gè)系統的安全評估。
標準現場(chǎng)總線(xiàn)系統基本上不可能在任何情況都保證安全數據傳送。例如，光安全保護裝置是裝在壓力機上插入手的位置前面的：如果此保護裝置被阻斷了，而此信息在傳到關(guān)機裝置的途中丟失了，那么操作人員就處于 端危險的境地。
而在安全總線(xiàn)系統中，作為 決條件，隨機重復和電報或電報片段的丟失/插入必須進(jìn)行安全檢測。當正確的電報序Pilz 安全現場(chǎng)總線(xiàn)系統SafetyBUS p


列被重新安排或者數據滯后或甚至出現許多錯誤時(shí)，同樣會(huì )進(jìn)行這些工作。所有這些潛在的個(gè)別錯誤及其組合不會(huì )導致安全功能降 。任何時(shí)候，安全地關(guān)斷潛在的危險動(dòng)作都是能辦到的。
另 個(gè)對安全系統的要求是，所有的有關(guān)構件都能夠自己進(jìn)行上述安全檢查。它們必須確定在數據通信中是否有某個(gè)致命的錯誤出現，然后確定是否要建立安全操作狀態(tài)。
這些安全機制在此背景下運行，用戶(hù)不容易察覺(jué)。另外，與標準的安全控制系統比較，也不需要另外做設定參數和編程的工作。對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，PSS可編程安全系統的多通道結構和SafetyBUS p安全總線(xiàn)系統的構件看起來(lái)與單通道標準系統沒(méi)有什么區別。
·安全性與有效利用率
使用戶(hù)接受SafetyBUS p的還有另 個(gè)起重要作用的因素。雖然說(shuō)系統要求的是安全 ，但整個(gè)系統的有效利用率也不得因此受損。
故障保護構件經(jīng)常會(huì )使更多的故障暴露出來(lái)，因為自我檢查 直在硬件和軟件以及在外圍設備和線(xiàn)纜上進(jìn)行。例如，如果某個(gè)當前可能不太活躍的輸出未能按要求切換，那么控制系統 定會(huì )被終止。SafetyBUS p是故障保護并有診斷功能的事實(shí)，是它能實(shí)現降低成本并且增值，從而得到用戶(hù)認可的關(guān)鍵因素。運行中車(chē)間的安全靠的不僅僅是其有效利用率。如果老是出問(wèn)題，那就增加了安全裝置用手操作的風(fēng)險。
提高有效利用率的 步是嚴格把車(chē)間的標準控制部分和它的安全部分分離。這樣，各自的控制系統都不會(huì )超載，混合系統的數據增加量也不會(huì )導致高的傳送率。這可能是個(gè)缺點(diǎn)，因為這樣總的來(lái)說(shuō)比起低傳送率來(lái)更容易出錯。
·細分成多個(gè)安全小組
大的或擴展范圍較寬的車(chē)間經(jīng)常要再分得細些，形成各個(gè)小組，靠功能件相聯(lián)。在有多個(gè)安全或緊急停車(chē)回路的地方， 般都這樣做。為了在安全總線(xiàn)系統重新產(chǎn)生這些再分結構，也應該可以把總線(xiàn)分成功能組和安全組。為滿(mǎn)足此要求，每個(gè)SafetyBUS p的用戶(hù)可以被分派到某個(gè)I/O小組。如果某個(gè)用戶(hù)或是其外圍設備出了問(wèn)題，只有被影響的I/O小組會(huì )進(jìn)入安全狀態(tài)，車(chē)間的其他部分仍然繼續正常運行。這樣的機制，即使出了故障，整個(gè)車(chē)間仍然可以保持很高的有效利用率。
·抗電磁干擾能力
為了保證高的有效利用率，安全總線(xiàn)系統必須有 大的抗電磁干擾能力。相比之下，在電磁兼容性（EMC）很重要的地方，標準現場(chǎng)總線(xiàn)系統的設計要有 個(gè)不能超過(guò)的干擾限度。如果某個(gè)系統有標準和安全兩種構件，那么在電磁兼容性方面它常常是比較容易出現故障的薄弱環(huán)節。此系統中的標準裝置會(huì )平衡所有的努力來(lái)達到 個(gè)較高的電磁兼容等 。理論上的解決方案是把所有的標準裝置升 到這個(gè)安全技術(shù)（ESPE標準）所要求的電磁兼容等 。如果在復合車(chē)間的安全技術(shù)裝置的平均份額估計為20%，這就意味著(zhù)80%的標準功能需要調整以滿(mǎn)足高安全技術(shù)的需求?？紤]到整個(gè)成本比較高，這方案可能得不到批準。
·控制和安全部分的分離結構
如果 個(gè)混合系統設計成部分安全功能可以在實(shí)際的過(guò)程控制中被處理，那么新的問(wèn)題又會(huì )出現。車(chē)間或機器 旦成功投產(chǎn)，其安全等 般都在內部或者由指定的單位進(jìn)行試驗和審批。審批時(shí)的狀態(tài)必須幾乎“凍結”。在某些情況下，安全部分隨后的變化可能會(huì )需要重新評估。
所以隨時(shí)都可以用 個(gè)校驗和，檢查安全狀態(tài)是否和它被驗收通過(guò)時(shí)的 樣，所有的軟件塊和整個(gè)的可編程安全系統的程序是否都已“加密”。與安全功能不同，標準過(guò)程控制系統的變化幾乎每天都出現。嚴格分開(kāi)這兩個(gè)部分的結構是為了消除反饋，即使是在要求高等 安全的車(chē)間。
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