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Pilz 安全現(xiàn)場總線系統(tǒng)SafetyBUS p的詳細(xì)資料

Pilz 安全現(xiàn)場總線系統(tǒng)SafetyBUS p

安全總線系統(tǒng)，例如安全開放總線系統(tǒng)SafetyBUS p，已經(jīng)在自動化技術(shù)領(lǐng)域中確立了自己的地位。它們在許多應(yīng)用領(lǐng)域控制著分散型車間的安全功能。
PSS系列可編程安全系統(tǒng)給您經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的安全
·現(xiàn)場總線的推出
實(shí)施車間里串行聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器安全，其意義之重大，等同于引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)。十幾年前，它們就預(yù)示了 場標(biāo)準(zhǔn)控制結(jié)構(gòu)的革命。
減少布線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普遍接受。目前，在空間和時間十分有限的情況下，現(xiàn)場總線系統(tǒng)正在取代經(jīng)典設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)中央布線控制系統(tǒng)的概念。起初只牽涉到現(xiàn)場裝置的數(shù)字和模擬接口，后來則有更多的復(fù)雜構(gòu)件例如驅(qū)動器或頻率轉(zhuǎn)換器等，被集成在系統(tǒng)里。***，現(xiàn)場總線系統(tǒng)已經(jīng)在工業(yè)自動化技術(shù)中建立了 套系統(tǒng)。
目前安全總線系統(tǒng)的出現(xiàn)可以看作是分散化控制的下 個重大步驟。這里提出來兩個問題：安全現(xiàn)場總線系統(tǒng)和常見的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)有什么區(qū)別？究竟是什么能使控制系統(tǒng)和總線系統(tǒng)安全？
·安全技術(shù)是冗余設(shè)計
安全技術(shù)的基本原理是其所有系統(tǒng)構(gòu)件的多通道結(jié)構(gòu)。這就是說，如果有某部分受損，那么并聯(lián)的過程運(yùn)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(xiàn)時可以安全停機(jī)。
當(dāng)硬件和軟件的設(shè)計帶有多樣性時，任何時候都可以停車，而與現(xiàn)有的運(yùn)作原理無關(guān)。所有相關(guān)的構(gòu)件 直都在各個安全系統(tǒng)內(nèi)互相監(jiān)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，而不是給管理過程信號。
在各個有關(guān)的系統(tǒng)構(gòu)件中，若干個CPU同時并聯(lián)地處理輸出信號。如果每個都出來同樣的結(jié)果，那么信息僅傳到輸出模塊。如果結(jié)果不匹配，那么控制器切換到安全條件并發(fā)出相應(yīng)的信號。所以若干個并聯(lián)工作的控制器變成 個多通道的、多樣化的、可編程的安全系統(tǒng)。
·標(biāo)準(zhǔn)化循環(huán)控制任務(wù)
在標(biāo)準(zhǔn)控制技術(shù)里，所有構(gòu)件的分散結(jié)構(gòu)正越來越在安全技術(shù)里被接受。在這里，控制任務(wù)與記錄傳感器信號及過程信號的輸出之間是實(shí)行物理分離的。控制器和分散的I/O模塊通過串行協(xié)議即現(xiàn)場總線進(jìn)行通信。 方面，這樣減少了布線的成本，另 方面，它也為找到 個重現(xiàn)控制任務(wù)的統(tǒng) 電氣標(biāo)準(zhǔn)提供了機(jī)會。在電氣計劃中，同樣的功能只需要復(fù)制 下；同樣的過程也可以通過控制軟件中的專門功能來實(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(shù)據(jù)傳送
即使是分散的設(shè)計，安全總線系統(tǒng)如SafetyBUS p，也必須滿足安全技術(shù)要求。由于它對于數(shù)據(jù)傳送方面的冗余設(shè)計以及使用分開的線纜而變得不太經(jīng)濟(jì)，通信系統(tǒng)的接口本身就必須設(shè)計得安全，和對總線協(xié)議所必須做的 樣。如果到介質(zhì)的接口是通過冗余多樣的硬件和軟件的話，單通道，非安全通信介質(zhì)如纜線或光纖，不會影響對整個系統(tǒng)的安全評估。
標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)基本上不可能在任何情況都保證安全數(shù)據(jù)傳送。例如，光安全保護(hù)裝置是裝在壓力機(jī)上插入手的位置前面的：如果此保護(hù)裝置被阻斷了，而此信息在傳到關(guān)機(jī)裝置的途中丟失了，那么操作人員就處于 端危險的境地。
而在安全總線系統(tǒng)中，作為 決條件，隨機(jī)重復(fù)和電報或電報片段的丟失/插入必須進(jìn)行安全檢測。當(dāng)正確的電報序Pilz 安全現(xiàn)場總線系統(tǒng)SafetyBUS p


列被重新安排或者數(shù)據(jù)滯后或甚至出現(xiàn)許多錯誤時，同樣會進(jìn)行這些工作。所有這些潛在的個別錯誤及其組合不會導(dǎo)致安全功能降 。任何時候，安全地關(guān)斷潛在的危險動作都是能辦到的。
另 個對安全系統(tǒng)的要求是，所有的有關(guān)構(gòu)件都能夠自己進(jìn)行上述安全檢查。它們必須確定在數(shù)據(jù)通信中是否有某個致命的錯誤出現(xiàn)，然后確定是否要建立安全操作狀態(tài)。
這些安全機(jī)制在此背景下運(yùn)行，用戶不容易察覺。另外，與標(biāo)準(zhǔn)的安全控制系統(tǒng)比較，也不需要另外做設(shè)定參數(shù)和編程的工作。對于用戶來說，PSS可編程安全系統(tǒng)的多通道結(jié)構(gòu)和SafetyBUS p安全總線系統(tǒng)的構(gòu)件看起來與單通道標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)沒有什么區(qū)別。
·安全性與有效利用率
使用戶接受SafetyBUS p的還有另 個起重要作用的因素。雖然說系統(tǒng)要求的是安全 ，但整個系統(tǒng)的有效利用率也不得因此受損。
故障保護(hù)構(gòu)件經(jīng)常會使更多的故障暴露出來，因為自我檢查 直在硬件和軟件以及在外圍設(shè)備和線纜上進(jìn)行。例如，如果某個當(dāng)前可能不太活躍的輸出未能按要求切換，那么控制系統(tǒng) 定會被終止。SafetyBUS p是故障保護(hù)并有診斷功能的事實(shí)，是它能實(shí)現(xiàn)降低成本并且增值，從而得到用戶認(rèn)可的關(guān)鍵因素。運(yùn)行中車間的安全靠的不僅僅是其有效利用率。如果老是出問題，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(yán)格把車間的標(biāo)準(zhǔn)控制部分和它的安全部分分離。這樣，各自的控制系統(tǒng)都不會超載，混合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)增加量也不會導(dǎo)致高的傳送率。這可能是個缺點(diǎn)，因為這樣總的來說比起低傳送率來更容易出錯。
·細(xì)分成多個安全小組
大的或擴(kuò)展范圍較寬的車間經(jīng)常要再分得細(xì)些，形成各個小組，靠功能件相聯(lián)。在有多個安全或緊急停車回路的地方， 般都這樣做。為了在安全總線系統(tǒng)重新產(chǎn)生這些再分結(jié)構(gòu)，也應(yīng)該可以把總線分成功能組和安全組。為滿足此要求，每個SafetyBUS p的用戶可以被分派到某個I/O小組。如果某個用戶或是其外圍設(shè)備出了問題，只有被影響的I/O小組會進(jìn)入安全狀態(tài)，車間的其他部分仍然繼續(xù)正常運(yùn)行。這樣的機(jī)制，即使出了故障，整個車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，安全總線系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)的設(shè)計要有 個不能超過的干擾限度。如果某個系統(tǒng)有標(biāo)準(zhǔn)和安全兩種構(gòu)件，那么在電磁兼容性方面它常常是比較容易出現(xiàn)故障的薄弱環(huán)節(jié)。此系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)裝置會平衡所有的努力來達(dá)到 個較高的電磁兼容等 。理論上的解決方案是把所有的標(biāo)準(zhǔn)裝置升 到這個安全技術(shù)（ESPE標(biāo)準(zhǔn)）所要求的電磁兼容等 。如果在復(fù)合車間的安全技術(shù)裝置的平均份額估計為20%，這就意味著80%的標(biāo)準(zhǔn)功能需要調(diào)整以滿足高安全技術(shù)的需求。考慮到整個成本比較高，這方案可能得不到批準(zhǔn)。
·控制和安全部分的分離結(jié)構(gòu)
如果 個混合系統(tǒng)設(shè)計成部分安全功能可以在實(shí)際的過程控制中被處理，那么新的問題又會出現(xiàn)。車間或機(jī)器 旦成功投產(chǎn)，其安全等 般都在內(nèi)部或者由指定的單位進(jìn)行試驗和審批。審批時的狀態(tài)必須幾乎“凍結(jié)”。在某些情況下，安全部分隨后的變化可能會需要重新評估。
所以隨時都可以用 個校驗和，檢查安全狀態(tài)是否和它被驗收通過時的 樣，所有的軟件塊和整個的可編程安全系統(tǒng)的程序是否都已“加密”。與安全功能不同，標(biāo)準(zhǔn)過程控制系統(tǒng)的變化幾乎每天都出現(xiàn)。嚴(yán)格分開這兩個部分的結(jié)構(gòu)是為了消除反饋，即使是在要求高等 安全的車間。
Pilz 安全現(xiàn)場總線系統(tǒng)SafetyBUS p