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        隨著新標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 13849-1 和IEC 61508）的創(chuàng)建和已有標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù) 更新升級(jí)，基于處理器和軟件的安全控制已經(jīng)在越來(lái)越多的應(yīng)用領(lǐng)域確立了地位。將安全功能集成到自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中提升了靈活性，減少了復(fù)雜的布線(xiàn)，但基于PLC的安全控制也向安全軟件工程師提出了特殊的 培訓(xùn)要求。
        創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展，讓安全控制可以通過(guò)可拖 放的安全軟件功能模塊，更加容易地直接集成到 標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化控制中。而實(shí)現(xiàn)預(yù)先集成和工程成本 的最小化，則成為了建設(shè)自動(dòng)化系統(tǒng)安全的關(guān)鍵門(mén)檻。
        在自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建安全 將安全功能集成到自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中提升了靈活性，減少了復(fù)雜的布線(xiàn)。但這也向安全軟件工程師 提出了特殊的培訓(xùn)要求。
        在很多工廠(chǎng)應(yīng)用中，使用安全I(xiàn)/O 的數(shù)量不 超過(guò)50 個(gè)，對(duì)于這一類(lèi)的應(yīng)用，應(yīng)用專(zhuān)門(mén)的安全 控制器并沒(méi)有經(jīng)濟(jì)性可言。當(dāng)工廠(chǎng)覆蓋了很大一 片區(qū)域，這時(shí)很多用戶(hù)會(huì)希望擁有這樣一個(gè)解決 方案，即通過(guò)安全繼電器將靈活的安全控制器和 分布在網(wǎng)絡(luò)中的安全I(xiàn)/O 相結(jié)合。
        大多數(shù)制造商在其安全電路中仍然使用繼電 器邏輯，在小型、簡(jiǎn)單的機(jī)器中使用繼電器邏輯也許利大于弊。繼電器邏輯通常在單一功能的布 線(xiàn)方面非常簡(jiǎn)單，即：輸入對(duì)輸入，輸出對(duì)輸出。
        通常情況下，每個(gè)安全應(yīng)用都要使用一個(gè)安 全繼電器，所以隨著安全輸入和輸出的數(shù)量增加， 安全繼電器邏輯的復(fù)雜性也隨之增加，添加不同 一個(gè)集成的安全系統(tǒng)還為機(jī)器中的I/ O 布置提供了靈活性，只需要一根通 信線(xiàn)纜將其連接至PLC 即可。分布 式I/O 允許安全系統(tǒng)只在需要的地方 進(jìn)行布置和配置，大大解放了控制柜 的空間。
        區(qū)域和時(shí)間邏輯還將進(jìn)一步增加設(shè)計(jì)的復(fù) 雜性。盡管如此，繼電器邏輯的最大問(wèn)題 還是采集各個(gè)獨(dú)立傳感器的狀態(tài)。
        在高等級(jí)安全中，獲取現(xiàn)場(chǎng)所有安全 傳感器的狀態(tài)非常重要，尤其是當(dāng)緊急傳 感器導(dǎo)致停機(jī)時(shí)就更是如此。在安全繼電 器中，信號(hào)連接被用來(lái)向PLC 或人機(jī)界面 傳送反饋狀態(tài)，而每一個(gè)不同的安全傳感 器都需要一個(gè)信號(hào)輸入，這增加了工程實(shí) 施和布線(xiàn)的費(fèi)用。
        改善安全
        將安全功能集成到自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，可以消除基于安全繼電器邏輯的大多 數(shù)缺點(diǎn)?；赑LC 的控制方案允許安全輸 入與輸出直接連接到自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中。這意 味著所有的安全傳感器將可以向PLC 或分 布式I/O 直接輸出信號(hào)，使?fàn)顟B(tài)信號(hào)可以 從I/O 直接采集。這樣一來(lái)，由于傳感器 可以直接與I/O 連接，布線(xiàn)也就不再是一 個(gè)問(wèn)題。任何類(lèi)型的區(qū)域控制或多傳感器 設(shè)計(jì)現(xiàn)在都可以由安全程序和輸入來(lái)解決， 而輸出則直接連接至分布式I/O，復(fù)雜的繼 電器跨接或串聯(lián)就不再需要了。
        而一個(gè)集成的安全系統(tǒng)還為機(jī)器中的 I/O 布置提供了靈活性，只需要一根通信線(xiàn) 纜將其連接至PLC 即可。分布式I/O 允許 安全系統(tǒng)只在需要的地方布置和配置，大 大解放了控制柜的空間。
        不過(guò)，將安全融于自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)也會(huì)導(dǎo) 致更高的單位成本。安全PLC 要求冗余機(jī) 制和安全認(rèn)證，這從本質(zhì)上增加了額外成 本。而專(zhuān)用的安全通信協(xié)議還使得大部分 安全PLC 要求專(zhuān)有的軟硬件。
        為了保障適當(dāng)?shù)墓δ?，?zhuān)有的軟硬件 通常是必要的，但這也使供應(yīng)商們提高了 此類(lèi)產(chǎn)品的價(jià)格，因?yàn)檫@些產(chǎn)品無(wú)法應(yīng)用 于其他的系統(tǒng)，而其他的安全控制也難 以輕易地集成在它們的網(wǎng)絡(luò)里。此外， 專(zhuān)有的安全軟件通常也要求特殊的培 訓(xùn)，因?yàn)榘踩δ艿募杀仨氁勒仗囟?的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)施。以上這些額外的成本和 基礎(chǔ)設(shè)施需求，使中到大型機(jī)器更適合 于集成安全自動(dòng)化系統(tǒng)。
        新的創(chuàng)新已經(jīng)開(kāi)始消除這種障礙。
        提供開(kāi)放安全解決方案的系統(tǒng)可以被集 成到標(biāo)準(zhǔn)的控制平臺(tái)之上。應(yīng)用安全通 信原理（也稱(chēng)黑色通道原理），安全可 以被直接合并到自動(dòng)化控制器中。安全 邏輯的處理不再放置在PLC 控制器上， 而是放置在標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化I/O 網(wǎng)絡(luò)，并 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與安全I(xiàn)/O 進(jìn)行通 信。應(yīng)用這種系統(tǒng)架構(gòu)，不同的PLC 可 以適用于相同的標(biāo)準(zhǔn)和安全I(xiàn)/O 協(xié)議。
        這無(wú)疑將創(chuàng)造更加靈活的自動(dòng)化 控制方案，并為工程師提供更多的選擇。
        標(biāo)準(zhǔn)的控制器可以隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)模塊 的輸入輸出信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序也就 可以直接響應(yīng)緊急停止的請(qǐng)求，并以圖 形化的方式向用戶(hù)展示出哪里發(fā)生了安 全相關(guān)的狀況。
        標(biāo)準(zhǔn)的控制器還可以從單獨(dú)的安 全I(xiàn)/O 模塊訪(fǎng)問(wèn)診斷信息，如短路或交 叉電路等。這可以在無(wú)需額外編程或連 接工作的情況下縮短停機(jī)時(shí)間。
        創(chuàng)造靈活性
        通過(guò)使用這種通信機(jī)制，安全I(xiàn)/O 可以分布于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并與同一個(gè)邏輯 模塊進(jìn)行通信。這創(chuàng)造了更多的系統(tǒng)靈 活性。輸入和輸出設(shè)備可以被連接在它 們需要的地方，不再需要貫穿整個(gè)系統(tǒng) 的長(zhǎng)連接傳感器和驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)。在這種場(chǎng) 合下，使用標(biāo)準(zhǔn)PLC 有以下多個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
        可以對(duì)來(lái)自于輸入設(shè)備的所有安全輸 入信號(hào)進(jìn)行可讀訪(fǎng)問(wèn)；
        可以對(duì)被安全輸出設(shè)備視為標(biāo)準(zhǔn)輸入 的所有輸出信號(hào)進(jìn)行可讀訪(fǎng)問(wèn)；
        可以直接訪(fǎng)問(wèn)所有分布式安全模塊的 診斷信息；
        將標(biāo)準(zhǔn)I/O 視為安全I(xiàn)/O 進(jìn)行使用。 從本質(zhì)上看，用戶(hù)關(guān)心的所有安全功 能被合并為一個(gè)可配置的中繼功能，安全 通信原理也減少了對(duì)詳細(xì)網(wǎng)絡(luò)視圖配置的 需求。
        多年來(lái)，應(yīng)用在這類(lèi)系統(tǒng)中的安全 技術(shù)已經(jīng)被證明是符合安全標(biāo)準(zhǔn)的，例如 Interbus Safety 和PROFIsafe 等。通過(guò)在應(yīng) 用中調(diào)節(jié)正確的參數(shù)，可以使應(yīng)用對(duì)象達(dá) 到PL e 和SIL 3 的等級(jí)。安全軟件提供了 一種簡(jiǎn)捷的方式來(lái)配置安全輸入和安全輸 出通道并生成安全邏輯。簡(jiǎn)單的可拖放軟 件，使人們幾乎不需要任何編程經(jīng)驗(yàn)，就 可以利用幾乎適用于任何應(yīng)用的現(xiàn)成功能 模塊來(lái)完成安全功能。這使得可以容易且 迅速地在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)計(jì)低成本的分布式安全 應(yīng)用，并獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)準(zhǔn)控制器。
        開(kāi)放的安全概念還允許將安全功能更 加方便地集成在現(xiàn)有的、已啟用的平臺(tái)上。
        利用預(yù)定義的、經(jīng)過(guò)TUV 認(rèn)證的功能塊 邏輯，簡(jiǎn)單的安全軟件可以創(chuàng)造一個(gè)易用 的、可拖放的配置管理界面。簡(jiǎn)單地創(chuàng)建 一個(gè)安全系統(tǒng)，導(dǎo)入并在標(biāo)準(zhǔn)的PLC 編程 軟件中配置新的I/O，然后就可以將安全I(xiàn)/ O 添加到所需要的地方。
        在自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中集成安全所帶來(lái)的收 益，通常伴隨著高昂的價(jià)格。然而開(kāi)放的 解決方案消除了升級(jí)控制器帶來(lái)的前期成 本，并讓中小型應(yīng)用也可以簡(jiǎn)單地集成安全控制。