openSAFETY基礎引導(一)
安全技術是一個特例
每當需要設計符合IEC61508的安全敏感產品時,開發和認證的工作量就變的相當大了。因為這包括許多方面的功能性安全,有電氣的、電子的、可編程系統的等。這個領域的投資幾乎十倍于非安全向的現場總線技術。而且,制造者必須擁有將各種標準實踐的經驗,而且在一些特殊方法和過程上必須有專業人員解決。
現在一方面是苛刻的要求和高昂的成本,另一方面該類產品的市場尚未很大成長,“系統之戰”會嚴重阻礙未來基于總線的安全技術的發展。比如一加生產傳感器的廠商決定生產安全向產品,并且符合各種不同安全協議,他們面對的人力成本和投資風險是十分巨大的。
openSAFETY的解決方案
openSAFETY是一個經過實驗驗證和實踐證實的系統。作為非獨有技術,openSAFETY解決了以上的技術難題,并使生產者和用戶實現了雙贏。
應用“黑色通道原理”,openSAFETY可以用于所有現場總線、工業以太網,安全技術的生產者可以專注于一個通用的系統上,并且只需完成一個安全開發就可以用于所有標準現場總線上。這樣一來成本和風險都降低了。
工廠及操作員也會從中受益。一般他們承擔器械上的安全責任,但他們對于用于其中的通信系統沒有提出過要求。這些通信系統的一切是器械生產商決定的。而openSAFETY可以永久給予機器操作員對于不同控制網絡之間的整體安全解決方案。
對工廠中操作者有利
•對整個生產線、整個工廠都是唯一的一個完整安全標準
•適用于所有控制系統生產者
•完全符合工廠安全模塊化思想
•最小研發和升級時間
對傳感器生產者有利
•只需一次開發
•沒有巨大風險
•最短上市時間
•開源、低成本
•有保障的互通性
2.投資的安全性
由于安全向產品的開發面對著高成本和市場相對較小這樣有挑戰性的條件,找到確保長期投資安全的方法,對這一領域里的系統和產品生產商來說,是絕對重要的。
對投資的保護有很多要素:可用的軟硬件及它們的可靠性,法律依據的安全性,還有最重要的開發成本的范圍和預算。openSAFETY對于產品生產者和終端用戶來說都是一個穩妥的選擇,因為這種解決方案提供了可以直接使用的安全棧,并且經過多年實際應用,有著很高信用。與使用獨有技術的開發不同,這里不需要高額的開發成本,也不需要長期開發以及專家。由于openSAFETY已經是TUV認證、并被IEC 61784-3包括,開發風險也被降到最低。最后,作為用戶,有一個長期且十分健全的法律依據的保障也是相當重要的。而openSAFETY正式在BSD開源許可下開放的。
使用openSAFETY可以提升4倍速度=16倍生產力

任務:
(X) 安全節點1要將數據送至安全節點2.
解決方案:
(1)安全節點1將數據發送到安全節點2.
任務:
(X) 安全節點1要將數據送至安全節點2.
解決方案:
(1)安全節點1將數據發送到EtherCAT主站
(2) EtherCAT主站將數據轉發到安全主站
(3)安全主站將數據發送到EtherCAT主站
(4) EtherCAT主站將數據轉發到安全節點2
交叉通信(cross-traffic)提高安全度:左側網絡可以做到對安全節點的從-從直接訪問,而沒有交叉通信功能的右側必須是經過主站和安全主站才能訪問的。信號傳輸時間放大了4倍,急停被延遲。
3.交叉通信是如何提升機器安全度的
openSAFETY只定義了應用層,而實施該安全協議的安全網絡的反應時間、性能取決于所使用的數據傳輸協議。不同數據傳輸協議在可用帶寬、循環周期、一些特殊功能上有所不同(諸如熱插拔、安全網絡上的交叉通信等)。盡管循環周期對反應時間起決定性作用,但是交叉通信是一項會對安全系統的性能起到很大提升作用的功能。
標準以太網中的一個原生功能就是交叉通信。它使網絡上的節點,不必迂回至主站,直接互相通信成為可能。在安全向的網絡中,交叉通信不僅可使安全控制器不處于網絡中心:災難情況下直接進行交叉通信,它也使響應時間大大縮短。由于軸的急停位移與故障響應時間和負加速的平方正相關,四倍的信號傳輸時間將會導致16倍的急停位移。

安全操作停止的故障響應時間:即使響應時間有微量的增加,急停距離可能會有致命的增加。


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