安全网络已启动运行

概览 安全网络和通信 现场总线复制了硬件级的安全性 节省开支，提高灵活性

如果你不能真正看到你的安全网络，那么你最好绝对确保你有某种方法确保它存在并正常运行。幸运的是，过去几年的法规变化使得开发人员能够提供安全现场总线和相关解决方案，并为最终用户提供他们所需的材料、劳动力和效率节省。例如，国家消防管理局(NFPA)最近修订了其规则，允许更多地使用安全网络和/或安全plc。该组织长期以来一直禁止使用现场总线或其他电力网络，这是NFPA 79规定工业机械电气设备的一部分。
同样，国际电工委员会最近发布了与安全相关的机电、固态电子和基于计算机的系统的IEC 61508标准。这定义了安全现场总线和相关产品必须达到的安全完整性级别(SIL)，例如SIL 3。IEC最近还起草了过程和控制设备的61511和62061标准。

惯性vs.经济

然而，尽管有这些监管部门的批准，大多数潜在的最终用户仍然极不愿意实施安全网络。这通常与他们犹豫用双绞线现场总线代替硬布线的原因相同:你可以看到点对点硬布线，而你似乎不得不相信所有相同的功能都发生在一个单一的低功耗电路上。这就是为什么绝大多数工业网络(估计仍有75-80%)继续基于4-20 mA硬布线的原因。

ODVA报告说，其对通用工业协议(CIP)的CIPsafety扩展是唯一与媒体无关的安全协议，它允许安全I/O消息从多段体系结构中的任何点无缝传输到同一体系结构中的其他点。

然而，这种惯性越来越多地被同样传统的经济压力所抵消，这些压力迫使用户从他们的应用程序中榨取更多的效率和节省。事实上，有证据表明安全现场总线的好处和对其完整性的保证正在推动实施计划。开放DeviceNet供应商协会(ODVA)最近的研究发现，在北美和欧洲接受调查的用户中，18.2%的人现在购买安全plc，但43.9%的人计划在未来三年内购买它们。此外，虽然目前只有9.1%的人使用安全网络，但超过42%的人计划在未来三年内使用。

皮尔兹的安全巴士p

为了满足这些预期的需求，Pilz Automation safety LP最完善的安全现场总线之一SafetyBus p最近发布了新的可编程安全系统(PSS) SB2，使其容量翻了一番，现在用户可以将一个PSS连接到128个节点。尽管它在全球已经安装了100,000个节点，但由于Pilz已经发布了各种投诉产品，包括两个SafetyBus接口和模块，SafetyBus p预计还会继续增长。Pilz还计划在明年推出新的SafetyBus，以扩大该系统的结构。

SafetyBus现在已经有五年的历史了，它是由Pilz公司开发的，一开始是CANopen现场总线系统，增加了检查信号的功能，发送和接收信号的定时功能，以及其他软件。这些功能通过消除回波、幻影和/或重复信号以及丢失的数据，使这种三线制、隔离的现场总线安全。SafetyBus还获得了欧洲EN-954-1 4类批准，因为其所有设备中的双芯片芯片组都基于可编程安全系统。

Pilz的工程经理迪诺•马里乌斯(Dino Mariuz)说:“很多潜在用户都在自己测试安全系统，看看能在故障排除上节省多少时间。”他们发现，与使用基本的继电器相比，他们可以节省40%的人力。

Profisafe

另一个著名的安全现场总线，来自Profibus International的Profisafe，基于PTO的Profibus- dp，并使用多种传输介质，包括RS-485和光纤电缆。三年前的Profisafe在Profibus协议中增加了一个以安全为重点的层;在标准Profibus电缆上运行;并提供了额外的错误检测功能，以实现SIL 3并在没有未检测到错误的情况下获得消息。

Profibus接口中心测试实验室主任约翰•斯温德尔(John Swindall)表示，Profisafe的分层方法创建了一个“黑通道”，将安全数据整合到常规Profibus电报中。安全数据包括循环冗余检查(CRC)、预期的主/从地址和序列号，以帮助检查遗漏的消息。

Profisafe还获得了总部位于德国的指定认证组织TÜV的批准，该组织检查了Profisafe用于控制计算的算法和多项式。不过，让潜在用户相信Profisafe的实用性和安全性并不容易。

Swindall说，现场总线工程师是一群非常保守的人，而那些处理安全问题的工程师则更加保守。他说，我认为他们在某种程度上开始克服不情愿的情绪，但美国用户仍处于接受安全网络的早期阶段。这得益于Profisafe的成熟和12 Mbps的运行速度，这使它成为目前最快的协议。这意味着用户可以将系统的一部分作为安全网络与一些非安全设备一起运行，所有事情都发生在同一总线上，而不会损失系统吞吐量。”

除了推出众多Profisafe投诉产品外，开发者和PTO的上级组织正在努力将Profisafe的功能添加到Profibus-PA中，以覆盖流程应用程序。

CIPsafety, DeviceNetsafety

为了整合安全和标准控制，使它们能够相互影响，ODVA最近开发了CIPsafety扩展，并将其添加到其通用工业协议(CIP)中，CIP是ODVA的DeviceNet、EtherNet/IP和ControlNet协议共享的应用层。CIPsafety为ODVA的新DeviceNetsafety协议提供了基础，该协议允许通过现有的DeviceNet网络发送命令。

“这意味着安全功能被内置到协议中。所以，确保网络安全的不是电线;罗克韦尔自动化(Rockwell Automation)存在感业务营销经理德雷克(Kimber Lynn Drake)说，是他们处理数据的方式使网络安全。“这意味着安全PLC可以与安全组件和非安全组件对话。”

CIPsafety的规范计划于2005年1月发布，同时TÜV Rhineland预计将发布协议的最终认证。ODVA还计划对其以太网/IP和ControlNet协议进行安全扩展。

旁路母线安全

为了帮助用户从Interbus协议中寻求安全网络功能，Interbus Club和Phoenix Contact花了三年时间开发Interbus safety。Interbus的传输速度为500 kpbs或2 Mbps，通过了IEC 61158认证，并作为Interbus安全的基础。

该协议由安全代码和安全数据组成，并在Interbus的标准和帧协议中组合成一个数据包。Phoenix Contact的自动化营销经理Larry Komarek说，这种求和方法需要更少的数据通信开销，这意味着Interbus Safety只需要500kbps就可以在相同的时间内传输相同的数据，而其他方法需要1.5 Mbps来传输。此外，Interbus Safety的2mbps操作模式在典型应用程序(例如1000个标准I/O加上超过100个安全I/O)中提供不到10毫秒的响应时间。

Interbus Safety的使能单元使用TÜV-approved功能块编程，如电子停止、双手控制或“SafetyProg”基于windows的软件中的电敏保护设备，该软件与IEC 61131兼容。这意味着用户不必编写自己的代码。

Interbus Safety符合EN 954的4类安全功能和IEC 61508的SIL 3类安全功能。

Komarek补充说，Interbus Safety产品已经在进行beta测试，并计划于2005年第一季度在欧洲发布，随后将在全球推出。

在线额外

北美和欧洲安全设备采购趋势

(目前购买的百分比vs.未来三年内计划购买的百分比)

	目前购买	计划买入 未来三年
安全灯屏障	54.5%	64.2%
安全联锁开关	90.4%	90.4%
安全地垫	15.5%	28.3%
安全护边器	38.0%	47.6%
安全继电器	80.2%	81.3%
安全制度	18.2%	43.9%
安全网络	9.1%	42.2%
冗余安全plc	12.8%	28.9%
应用特定控制器	20.3%	31.6%
其他安全设备	6.4%	7.0%

资料来源:Control Engineering，数据来自ODVA和Intex Management Services

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