基于软件的安全与硬连线系统的优势
Sam Boytor(福克斯控制公司)
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在过去的一个世纪里，美国制造商在提高工厂工人的安全方面取得了巨大的进步。自20世纪20年代以来，三代机器安全已经在美国制造设施中使用。虽然早期的制造商被要求使用标准组件应用技术，但今天的制造商正在从经过验证且具有成本效益的安全网络和控制器中获益。
更具体地说，制造商现在可以选择用安全plc和安全网络取代硬连线安全系统。通过从硬连线安全产品转向国际认证的自动化安全解决方案，制造商可以降低成本，提高灵活性，减少操作失误的机会。
俗话说:“了解过去的人，掌握未来。”了解机器安全的演变提供了一个强大的知识库，从中了解新技术应用的好处。考虑到这一点，让我们来看看我们是如何在机器安全方面取得今天的成就的。
第一代填补利基市场
安全发展始于大约80年前，当时机器安全控制尚未商业化，制造商在车间经历了越来越多的事故和伤害。制造商通过创建原始的ANSI B11机床共识标准来回应机器安全。美国的第一代安全装置是通过使用标准组件(包括限位开关、继电器和按钮)应用基本布线技术而诞生的。这些设备被配置为提供冗余和一些错误检查，以满足机器保护的早期工业标准。
直到20世纪70年代，这些硬接线的标准工业部件是美国机器安全的支柱，并在高风险行业中发现，包括电梯和机械压力机。即使有了这些保护措施，由于这些原始技术的缺点，操作人员仍然面临着受伤或死亡的风险。
第二代增强保护
第二代机器安全标准于上世纪70年代在欧洲出现，直到最近，美国一直在迎头赶上。
这一代机器保护今天仍然广泛使用，并采用专门为安全应用设计的硬连线设备，包括安全开关，门联锁，光幕和安全垫。现场接口模块或安全继电器在ANSI B11.19 -“安全性能标准”中被确定，专门用于监控这些安全设备。
第二代机器安全的一个重要里程碑是欧洲人对机器安全提出了认证要求。该CE认证要求制造商对其操作进行风险评估(操作人员靠近机器有风险)。
风险评估之后是一份符合性声明，确定公司如何遵守欧洲机械标准EN 1050。由于这项评估，欧洲制造商开始了解故障模式，并根据这些信息开发安全产品。
第三代带来好处
第三代机器安全建立在第二代机器安全的基础上。从2002年开始，技术进步以及行业共识标准的变化导致了美国的第三代安全解决方案
第三代安全解决方案采用安全plc和安全网络，包括as接口。ANSI B11。TR4列出了当今市场上不同类型的安全控制器。它还强调了像ANSI B11中规定的那样进行风险评估的重要性。TR4 -“风险评估和风险降低:评估、评估和降低与机床相关风险的指南。”
新一代的安全措施是基于软件平台的
与传统的硬连线解决方案相比，它降低了项目成本，增强了灵活性，提高了安全性，减少了操作失误的机会。
节约成本
今天很难证明使用继电器逻辑而不是安全plc，因为安全plc是如此具有成本效益。大型用户将采用安全PLC技术，以实现从标准硬连线系统的飞跃。随着plc的安装成本不断降低，为了安全起见，采用plc的公司数量将继续增长。
为了说明我的观点，下面的图表包含了我们最近安装的几个实际安装成本。正如你所看到的，使用第三代安全电路可以为公司节省近25%的电气安装费用。
| 比较1 保护屋面线-硬连线(ANSI TR6) |
比较2 保护硬连线传输线(ANSI TR6) |
| 材料和服务 | 占项目总成本的百分比/金额 | 材料和服务 | 占项目总成本的百分比/金额 |
| 电气设备 | 8%或$20,000 | 电气设备 | 8%即13.6万美元 |
| 电气接口 | 16%或40,000美元 | 电气接口 | 16%或27.2万美元 |
| 电气安装 | 24%或$60,000 | 电气安装 | 24%或40.8万美元 |
| 电气材料 | 3%或$7,500 | 电气材料 | 3%或51,000美元 |
| 总成本: | 250000美元 | 总成本: | 1700000美元 |
| 维护屋面线安全网络(ANSI TR4) | 保护传输线安全网络(ANSI TR4) |
| 材料和服务 | 占项目总成本的百分比/金额 | 材料和服务 | 占项目总成本的百分比/金额 |
| 电气设备 | 8.8%或22,000美元 | 电气设备 | 8.8%，即149,600美元 |
| 电气接口 | 18%或45,000美元 | 电气接口 | 18%或30.6万美元 |
| 电气安装 | 6%或$15,000 | 电气安装 | 6%或102,000美元 |
| 电气材料 | 1%或$2,500 | 电气材料 | 1%或17000美元 |
| 总成本: | 207000美元 | 总成本: | 1411000美元 |
| 总节省17%或$43,000 | 总节省17%，即28.9万元 |
提高灵活性，减少操作错误
基于软件的、联网的、安全的解决方案相对于硬连线系统的好处并不仅仅是项目成本的节约。与过去的硬连线方法相比，安全plc易于监控和更改。在机器启动时，对接触器、门开关、光幕和安全垫的硬接线“握手”进行故障排除可能需要数小时，甚至数天。通过快速修改适当的预编程参数，可以对安全功能进行逻辑更改。因此，整个系统更加高效、灵活，并减少了布线问题。
此外，由于参数已预先编程到安全PLC中，因此操作员出错的机会也减少了。安全plc不像普通plc，有可能错误地编程安全参数。安全PLC不需要操作员解释。一切，包括软件，都是经过认证的。操作人员不需要创建电子停止电路。现在，他们只需选择自动化供应商提供的可用的“安全认证”电子停止电路。
从各个角度来看，成本效益、灵活性和减少操作人员错误的机会，基于软件的安全解决方案的好处远远超过硬件连接的选择。随着越来越多的公司采用第三代安全技术，系统成本将继续下降，而综合知识库将不断增加。在美国实现经济、安全的承诺显然是可以实现的。
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