引言
未來的集成安全系統(tǒng)將會提供更多選擇，也更加靈活，以便應(yīng)用安全技術(shù)滿足具體需要。Roback 說：“隨著安全和標(biāo)準(zhǔn)組件不斷地?zé)o縫集成到控制系統(tǒng)設(shè)計中，實(shí)施安全保障將不再是一門孤立的學(xué)科，而將成為設(shè)計過程中更加天然的有機(jī)組成部分。反過來，這些創(chuàng)新也將在幫助提高利潤的同時，讓工作人員和機(jī)器更加安全?！?/FONT>
集成安全方面的進(jìn)步有助于進(jìn)一步簡化控制系統(tǒng)的設(shè)計并降低成本。
在先進(jìn)技術(shù)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)變革的刺激下，針對安全和標(biāo)準(zhǔn)控制的單一系統(tǒng)平臺的設(shè)計、執(zhí)行和維護(hù)已經(jīng)較以往大大地得到了簡化并更具有成本效益。在安全系統(tǒng)的部署方面，最近的技術(shù)進(jìn)步為自動化設(shè)計人員提供了更大的靈活性，從而削減了成本并提高了生產(chǎn)效率。
經(jīng)濟(jì)因素是指在保障安全的同時增加最終收益。它推動著安全系統(tǒng)從舊式的硬接線解決方案發(fā)展到聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，再到現(xiàn)代的集成配置。
羅克韋爾自動化安全系統(tǒng)、控制和可視化部門的營銷經(jīng)理 Tim Roback 說，設(shè)計人員將控制系統(tǒng)的安全功能與非安全功能集成的越好，就越有可能減少設(shè)備冗余、提高生產(chǎn)效率以及將成本降至最低。
Allen-Bradley Compact GuardLogix 可編程自動化控制器 (PAC) 能夠執(zhí)行全部的機(jī)器控制功能，這包括驅(qū)動器、運(yùn)動控制和高速序列控制。同時還能執(zhí)行 SIL 2 和 SIL 3 安全功能。
由于應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)部分和安全相關(guān)部分可以使用相同的系統(tǒng)組件，因此設(shè)計人員才得以降低硬件成本。
另外，由于不再需要獨(dú)立的安全控制器，因此集成后的安全系統(tǒng)也可以使用單個編程軟件包。這樣一來，也不再需要在不同的控制器上編寫和協(xié)調(diào)多個程序，從而簡化了應(yīng)用程序編程工作，有助于削減培訓(xùn)和支持成本。
此外，使用單一開發(fā)環(huán)境還能降低昂貴的重復(fù)開發(fā)風(fēng)險。例如，如果控制工程師需要從一路擴(kuò)展為三路，只要將所需的應(yīng)用程序通過端口從一個連接到下一個即可。
組件越少就意味著面板外殼越小，從而可以在控制柜上節(jié)省費(fèi)用，同時也可以減少占地面積。
CIP 安全協(xié)議集成
Roback 解釋說，伴隨著 CIP 安全協(xié)議的引入，集成安全系統(tǒng)的發(fā)展又邁出了重要的一步。過去，無縫通信幾乎不可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)闆]有哪個網(wǎng)絡(luò)能夠在集成安全和標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)的同時，又能在多個車間的實(shí)體網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)無縫數(shù)據(jù)傳輸。
隨著通用工業(yè)協(xié)議 (CIP) 這個獨(dú)立于實(shí)體網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序協(xié)議的推出， 這種情況已經(jīng)永遠(yuǎn)地成為了歷史。CIP 協(xié)議涵蓋了在所有 CIP 網(wǎng)絡(luò)(DeviceNet?、ControlNet? 和 EtherNet/IP?)中進(jìn)行控制、配置、收集和共享的一整套一般性服務(wù)。
過去，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)對安全事件的認(rèn)識有限，機(jī)器某部分的安全事件可能會導(dǎo)致整臺機(jī)器停機(jī)。
CIP 安全協(xié)議允許控制和安全系統(tǒng)在同一網(wǎng)絡(luò)中共存，并可在安全和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序之間共享數(shù)據(jù)。這樣一來，工程師就可以執(zhí)行區(qū)域控制，即機(jī)器的一個區(qū)域進(jìn)入安全狀態(tài)，而其他區(qū)域則繼續(xù)運(yùn)行。
與傳統(tǒng)系統(tǒng)不同的是，安全和標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)的集成讓操作人員和維護(hù)人員能夠通過機(jī)器或人機(jī)界面 (HMI) 查看所有的機(jī)器事件，當(dāng)然其中也包括安全事件。有了集成系統(tǒng)帶來的可見性，車間人員便可以迅速反應(yīng)，讓機(jī)器盡快恢復(fù)到全面生產(chǎn)狀態(tài)。
有了 CIP 安全協(xié)議還能盡量減少網(wǎng)絡(luò)之間昂貴且維護(hù)困難的網(wǎng)關(guān)安裝的必要。開發(fā)安全網(wǎng)絡(luò)之前，工程師通常不得不使用較小的系統(tǒng)，或是盡可能降低它們的性能要求，因?yàn)閷⒒ユi器和基于繼電器的安全邏輯通過硬接線連接到完整的自動化系統(tǒng)非常困難。
現(xiàn)在，工程師只要將他們的設(shè)備集成在普通的實(shí)體網(wǎng)絡(luò)部分中，然后允許安全和標(biāo)準(zhǔn)信息在設(shè)備和控制器之間傳輸就可以了。
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新一代安全控制
集成安全方面最近的發(fā)展包括合理利用通用控制平臺的優(yōu)勢以及將其擴(kuò)展到更小巧、可擴(kuò)展性更好的封裝形式。這就讓用戶的設(shè)計更加靈活，使他們在更多種類的應(yīng)用中可以采用集成安全功能，這也包括多種中型應(yīng)用。在以前，這些中型應(yīng)用可能由于受到成本的局限而認(rèn)為沒有必要使用大型的控制器。
Roback 說：“羅克韋爾自動化全新的 Allen-Bradley? Compact GuardLogix? 可編程自動化控制器 (PAC) 能夠執(zhí)行全部的機(jī)器控制功能，這包括驅(qū)動器、運(yùn)動控制和高速序列控制。同時還能執(zhí)行 SIL 2 和SIL 3 安全功能?！?BR> 他繼續(xù)說道： “ 多策略控制器專為中型應(yīng)用而開發(fā)，為設(shè)計人員提供了以前只有大型集成系統(tǒng)才能擁有的安全功能。”
集成安全系統(tǒng)還帶來了通用編程環(huán)境方面的好處，它有助于減少設(shè)計、配置、啟動和維護(hù)方面的時間和成本。有了同時管理安全和標(biāo)準(zhǔn)功能的單一軟件程序，工程師不再需要分別手動管理標(biāo)準(zhǔn)和安全存儲器，也不用考慮通過邏輯劃分來隔離安全了。
設(shè)計更簡單
這些高效的設(shè)計讓全球包裝制造商Amcor 在澳大利亞的 Revesby 鋁罐頭加工廠實(shí)施了全新的集成安全解決方案。從前，該工廠的 11 個罐身成圓機(jī)和修剪機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)控制器與獨(dú)立硬接線的安全控制系統(tǒng)呈互鎖狀態(tài)。現(xiàn)在則分別通過 11 個獨(dú)立的集成安全控制器進(jìn)行管理。
EtherNet/IP 連接提供了機(jī)器之間的互鎖，并將集成安全控制器連接到工廠的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集 (SCADA) 系統(tǒng)。分布式 I/O和 CIP 安全網(wǎng)絡(luò)的組合有助于縮短現(xiàn)場安裝和布線時間。在集成的開發(fā)環(huán)境中，工程師們的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)和安全控制系統(tǒng)代碼開發(fā)可以同時進(jìn)行，從而大大節(jié)省了時間。
此外，隨著集成控制架構(gòu)的建立，系統(tǒng)的開發(fā)和擴(kuò)展也將變得更加簡單。
提高控制的一致性
Roback 指出，高完整性用戶自定義指令 (AOI) 等新的軟件工具對于提高安全系統(tǒng)設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性貢獻(xiàn)極大。AOI 將代碼封裝到經(jīng)過預(yù)先驗(yàn)證的模塊中，從而方便了重復(fù)使用。這提升了項目之間的一致性，有助于簡化調(diào)試和故障處理工作，并且能夠?qū)⒊霈F(xiàn)編碼錯誤的風(fēng)險降至最低。
這些高完整性的 AOI 利用簽名功能來幫助設(shè)計人員保護(hù)數(shù)據(jù)，避免產(chǎn)生有意或無意的改動。簽名功能可以讓他們了解到 AOI 定義是否已被修改。該版本控制功能在制造商需要保持一致性以迎合監(jiān)管要求、保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的監(jiān)管嚴(yán)格的行業(yè)非常重要。
未來的集成安全系統(tǒng)將會提供更多選擇，也更加靈活，以便應(yīng)用安全技術(shù)滿足具體需要。Roback 說：“隨著安全和標(biāo)準(zhǔn)組件不斷地?zé)o縫集成到控制系統(tǒng)設(shè)計中，實(shí)施安全保障將不再是一門孤立的學(xué)科，而將成為設(shè)計過程中更加天然的有機(jī)組成部分。反過來，這些創(chuàng)新也將在幫助提高利潤的同時，讓工作人員和機(jī)器更加安全。”
（轉(zhuǎn)載）
