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　　最近在美國(guó)，關(guān)于安全現(xiàn)場(chǎng)總線的規(guī)范做出了一些改變，這使得美國(guó)的現(xiàn)場(chǎng)總線開發(fā)商和用戶們有機(jī)會(huì)趕上他們的歐洲對(duì)手。雖然偏見仍然妨礙著現(xiàn)場(chǎng)總線的廣泛采用，開發(fā)商們業(yè)已證明安全現(xiàn)場(chǎng)總線可以提供傳統(tǒng)硬接線所具有的所有安全特性，還可以節(jié)省費(fèi)用并且使靈活性達(dá)到新的水平。

　　如果你不能實(shí)際看到你的安全網(wǎng)絡(luò)，那么你最好絕對(duì)肯定你有辦法確信它存在并且運(yùn)行的很好。幸運(yùn)的是在過去幾年中對(duì)規(guī)范進(jìn)行了修訂，這使得現(xiàn)場(chǎng)總線開發(fā)商們?yōu)橛脩籼峁┌踩F(xiàn)場(chǎng)總線和相關(guān)的解決方案成為可能，還使用戶能夠得到他們所要求的更少的材料消耗和人工時(shí)，以及更高的工作效率。例如美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì)(NFPA)最近修訂了規(guī)范，允許安全現(xiàn)場(chǎng)總線和安全PLC在更多的場(chǎng)合應(yīng)用。在管理工業(yè)機(jī)械的電器設(shè)備的NFPA 79規(guī)范中，這個(gè)機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期以來(lái)一直禁止使用現(xiàn)場(chǎng)總線或者其他供電的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

　　同樣地，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)最近出版了關(guān)于安全相關(guān)的機(jī)電設(shè)備、固態(tài)電子以及基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)。它定義了系統(tǒng)的整體安全級(jí)別(SIL)，例如安全現(xiàn)場(chǎng)總線以及相關(guān)產(chǎn)品必須達(dá)到SIL 3。IEC最近還起草了針對(duì)過程和控制設(shè)備的61511和62061標(biāo)準(zhǔn)。

　　慣性與經(jīng)濟(jì)性

　　盡管已經(jīng)獲得了這些規(guī)范的批準(zhǔn)，可是大多數(shù)潛在的最終用戶仍然非常不情愿采用安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。他們不愿意用任何雙絞線的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)來(lái)代替硬接線系統(tǒng)，這通常是因?yàn)橄嗤脑颍耗憧梢杂H眼看到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的硬接線，但是對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線，看來(lái)你只能自己說(shuō)服自己：這一根低功率的電路的確能夠?qū)崿F(xiàn)與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)硬接線系統(tǒng)一樣的功能。這就是為什么大量的主要工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)繼續(xù)采用基于4~20 mA硬接線的方式，其數(shù)量估計(jì)占75％~80%。

　　不管怎樣，這個(gè)慣性正在不斷地被用戶身上承受的一貫的經(jīng)濟(jì)壓力所抵消，經(jīng)濟(jì)壓力迫使用戶們必須在應(yīng)用中壓榨出甚至比以前更多的效率，節(jié)約比以前更多的費(fèi)用。事實(shí)上，有證據(jù)表明安全現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)以及對(duì)其可靠性的信心正在推動(dòng)計(jì)劃的執(zhí)行。最近，來(lái)自O(shè)DVA的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在北美和歐洲有18.2%的被調(diào)查用戶現(xiàn)在購(gòu)買安全PLC，但是有43.9%計(jì)劃在3年內(nèi)購(gòu)買。同樣地，雖然只有9.1%的被調(diào)查用戶正在使用安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但是有超過42%計(jì)劃在3年內(nèi)使用。

　　Pilz的SafetyBUS

　　為了滿足這些預(yù)期的需求，現(xiàn)有最好的安全現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)之一，來(lái)自Pilz Automation Safety LP的SafetyBus p最近發(fā)布了新的可編程 安全系統(tǒng)(PSS) SB2，其容量是原來(lái)的兩倍，允許用戶在一套可編程安全系統(tǒng)中連接128個(gè)節(jié)點(diǎn)。雖然Pilz Automation Safety LP在全球已經(jīng)有多達(dá)100,000個(gè)節(jié)點(diǎn)投入使用，預(yù)料SafetyBus p會(huì)使其繼續(xù)增長(zhǎng)，因?yàn)镻ilz已經(jīng)推出了多種多樣的產(chǎn)品系列，包括兩種SafetyBus p接口和模塊。Pilz 2005年還計(jì)劃推出新的SafetyBus來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

　　到目前為止，Pilz 推出的SafetyBus p已經(jīng)有5年歷史了，它開始于開放式的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)CANopen，增加了信號(hào)校驗(yàn)?zāi)芰Αl(fā)送和接受信號(hào)時(shí)的時(shí)序能力以及其他軟件。這些能力使得這個(gè)三線制的隔離的總線系統(tǒng)消除了信號(hào)回波、信號(hào)丟失、虛假信號(hào)以及重復(fù)信號(hào)的影響而更加安全。由于在所有的可編程安全系統(tǒng)設(shè)備中采用了雙芯片的芯片組，SafetyBus p還獲得了歐洲EN-954-1 Category 4的正式批準(zhǔn)。

　　“許多潛在用戶正在自己測(cè)試安全系統(tǒng)，看看在發(fā)現(xiàn)和修理故障時(shí)究竟能夠節(jié)省多少時(shí)間”，Pilz的工程經(jīng)理Dino Mariuz說(shuō)，“替代傳統(tǒng)的繼電器，他們發(fā)現(xiàn)可以比硬接線節(jié)省40%的時(shí)間”。

　　PROFIsafe

　　另一家著名的安全現(xiàn)場(chǎng)總線，來(lái)自PROFIBUS International的PROFIsafe是基于PTO的PROFIBUS-DP，采用多種傳輸媒介—包括RS-485和光纜。有3年歷史的PROFIsafe在PROFIBUS協(xié)議中增加了專門的安全層；PROFIsafe采用標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS電纜，提供錯(cuò)誤檢測(cè)功能以達(dá)到SIL 3要求。

　　PROFIBUS Interface Center的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室主任John Swindall說(shuō)：PROFIsafe的層狀方式生成一個(gè)‘black channel’，把安全數(shù)據(jù)整合在普通的PROFIBUS數(shù)據(jù)中。安全數(shù)據(jù)包括CRC校驗(yàn)、意向中的主/從地址以及序列號(hào)，這有助于查找丟失的數(shù)據(jù)。

　　PROFIsafe還得到了德國(guó)T哣的正式批準(zhǔn)，它是指定的認(rèn)證機(jī)構(gòu)，檢查PROFIsafe在控制運(yùn)算中應(yīng)用的算法和多項(xiàng)式。但是使?jié)撛谟脩粜湃蜳ROFIsafe的可用性和可靠性依然不是容易的事。

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　　“現(xiàn)場(chǎng)總線工程師們是一個(gè)非常保守的群體，其中處理安全問題的人甚至更加保守”，Swindall說(shuō)。“我想他們正開始克服自己的不情愿而做出改變，但是美國(guó)的用戶仍然處于接受安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的早期階段。PROFIsafe是成熟的系統(tǒng)，運(yùn)行在12 Mbps的速度下，這使它成為該領(lǐng)域最快速的協(xié)議。這意味著用戶可以把他們系統(tǒng)的一部分改成安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，和其他非安全設(shè)備一起運(yùn)行，這樣即使產(chǎn)生問題也只會(huì)影響一條總線，不會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的處理能力受到損失。”

　　除了研制多種PROFIsafe-complaint產(chǎn)品，開發(fā)商和PTO的上級(jí)機(jī)構(gòu)正在進(jìn)行工作，以便把PROFIsafe的能力提升到PROFIBUS-PA來(lái)覆蓋全部的過程應(yīng)用。

　　CIPsafety, DeviceNetsafety

　　集成安全控制和標(biāo)準(zhǔn)控制，這樣它們就可以相互影響，最近ODVA開發(fā)并將CIPsafety擴(kuò)展增加到了Common Industrial Protocol (CIP)中，它是一個(gè)被ODVA的DeviceNet、 Ethernet/IP和ControlNet協(xié)議共享的應(yīng)用層。CIPsafety為ODVA的新的DeviceNetsafety提供基礎(chǔ)，這使控制命令可以通過現(xiàn)有的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳送。

　　“這意味著協(xié)議中包含了安全功能。因此不是導(dǎo)線在保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全；而是處理數(shù)據(jù)的路徑使網(wǎng)絡(luò)安全。” Rockwell Automation的Presence sensing業(yè)務(wù)市場(chǎng)經(jīng)理Kimber Lynn Drake這樣說(shuō)。“也就是說(shuō)一個(gè)安全PLC既可以同安全部分，也可以同非安全部分對(duì)話。”

　　CIPsafety的技術(shù)性能文件計(jì)劃在2005年一月發(fā)布，T哣 Rhineland預(yù)計(jì)會(huì)在同一時(shí)間發(fā)出該協(xié)議的最終認(rèn)證證書。ODVA也在計(jì)劃擴(kuò)展它的Ethernet/IP和ControlNet協(xié)議。

　　Interbus Safety

　　為了使Interbus協(xié)議具有安全網(wǎng)絡(luò)能力，Interbus Club和Phoenix Contact已經(jīng)花費(fèi)了3年時(shí)間來(lái)開發(fā)Interbus Safety。Interbus具有500 kpbs 或2 Mbps的通訊速率，已經(jīng)通過認(rèn)證并且成為IEC 61158的一部分，它是Interbus Safety的基礎(chǔ)。

　　這個(gè)新協(xié)議由安全編碼和安全數(shù)據(jù)構(gòu)成，在Interbus的標(biāo)準(zhǔn)總體框架協(xié)議中，它們結(jié)合成一個(gè)數(shù)據(jù)包。Phoenix Contact的自動(dòng)化市場(chǎng)經(jīng)理Larry Komarek說(shuō)這種總和的方法在上層通訊時(shí)需要的數(shù)據(jù)量較少。這樣Interbus Safety只需要500 kbps的通訊速率來(lái)傳送相同的數(shù)據(jù)；在同樣的時(shí)間里傳送同樣的數(shù)據(jù)，其他方法需要1.5 Mbps的速率。另外，在2 Mbps的操作模式下， Interbus Safety可以在典型應(yīng)用時(shí)獲得低于10毫秒的響應(yīng)速度，例如1000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)I/O加上100個(gè)安全I(xiàn)/O。

　　Interbus Safety的使能單元采用T哣批準(zhǔn)的功能塊編程，例如E-stop、two-hand control或基于Windows的SafetyProg軟件中的電敏感保護(hù)設(shè)備，它們都與IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)兼容。這樣用戶就不需要編寫自己的代碼了。

　　Interbus Safety的安全功能達(dá)到了EN 954的Category 4以及IEC 61508的SIL 3級(jí)別。

　　Komarek補(bǔ)充說(shuō)：“Interbus Safety已經(jīng)通過了beta測(cè)試，計(jì)劃于2005年一季度在歐洲發(fā)布，隨后在全球展示。”

　　CC-link Safety

　　CLPA提供的資料顯示，CC-Link現(xiàn)居亞太地區(qū)現(xiàn)場(chǎng)總線市場(chǎng)份額的第一位，全球銷量為68萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)/年。基于對(duì)安全產(chǎn)品市場(chǎng)的重視，及給用戶帶來(lái)的利益的認(rèn)可，CLPA于2004年成立了CC-link Safety WG（工作組），并將于2005年即將推出CC-Link Safety。它是針對(duì)機(jī)械和制造設(shè)備安全要求的解決方案，在原有的CC-Link協(xié)議的基礎(chǔ)上，根據(jù)CAT4(ISO13849-1)和SIL3(IEC 61508)標(biāo)準(zhǔn)的要求，增加了一個(gè)附加協(xié)議，提高與故障安全等相關(guān)的信號(hào)和信息的通訊可靠性。