以太网

用于以太网通信协议的功能性安全网络

PROFIsafe扩展了Profinet通信协议，以满足满足严格安全标准所需的安全相关信息的独特要求。

通过耐莉Ayllon 2021年2月12日

礼遇:PI北美

功能安全(故障安全)是安全的整体部分，旨在防止由于工业机械的错误运行而造成的危害。传统上，功能性安全系统依赖于单独的有线电路，这些电路的建造、调试和维护都非常昂贵。如今，功能安全可以通过现场总线实现，从硬继电器的安全转向逻辑的安全。

PROFIsafe可以在总线上提供功能性安全。它的目的是消除对一个单独的安全网络的需要，并将工业网络架构减少到一个总线。PROFIsafe扩展了Profinet通信协议，以满足满足严格安全标准所需的安全相关信息的独特要求。

功能安全标准

PROFIsafe确保安全装置和安全控制器之间传输故障安全信号的完整性，符合相关安全标准。这包括最高的安全类别:符合IEC 61508/IEC 62061的SIL3，符合EN 954-1的4类，或符合ISO 13849-1的PL“e”。

网络组件和实现

并不是所有的Profinet设备都支持PROFIsafe。因此，用户必须仔细选择安全部件。在实现过程中，用户选择网络内需要安全的元素;只有这些网络组件需要PROFIsafe功能。如图所示，整个网络配置可能包含故障安全(黄色)和标准(灰色)组件的混合。此外，PROFIsafe被设计为独立于基础传输通道工作，无论该通道是铜线、光纤、无线或背板。

图1:PROFIsafe被设计为独立于基础传输通道工作，无论该通道是铜线、光纤、无线还是背板。礼遇:PI北美

PROFIsafe组件通常被称为f组件(故障安全)。以下是f系统中的PROFIsafe元素:

F-GSD文件(通用站描述文件:设备制造商提供的Profinet设备描述)包含允许f -控制器建立和与设备通信的所有信息。循环冗余校验(CRC)保护F-GSD文件，确保其安全一致性。
F-config工具是编程环境。它使用f - gsd创建并下载系统配置和f程序到F-controller。f程序和配置须经PROFIsafe安全检查，以确保正确运行。
f控制器执行安全程序。
设备使用硬件安全技术来确保其安全运行。输入/输出(I/O)、光幕、阀门和驱动器是f设备的几个例子。

PROFIsafe保护机制

PROFIsafe保护从安全信号源到信号目的地的通信(反之亦然)。它还有助于确保通信安全部分的完整性。在任何基于以太网的网络中，都可能发生某些通信错误，如消息重复、删除或延迟。PROFIsafe采用了一些补救措施，以解决所有可能的通信错误。下表列出了补救措施，并指出它们可以减轻哪些错误。

PROFIsafe采用了一些补救措施，以解决所有可能的通信错误。礼遇:PI北美

传输速率和传输协议的任何内置错误检测机制都被认为是“黑通道”，在安全考虑方面不起作用。这种方法使用户不必担心单个系统通信路径的安全评估。此外，也不需要安全额定的电缆或连接器。

图2:黑色通道原理的例子。礼遇:PI北美

认证PROFIsafe

选择将此配置文件添加到Profinet产品中的设备制造商必须在PROFIsafe向公众提供此类产品之前对其进行认证。PI测试实验室代表评估机构执行经批准的PROFIsafe层测试，如:

德国莱茵(全球)
IFA(德国)
SP(瑞典)
苏瓦(瑞士)
HSE(英国)
调频、UL(美国)