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

　　如果你不能實際看到你的安全網(wǎng)絡(luò)，那么你最好絕對肯定你有辦法確信它存在并且運行的很好。幸運的是在過去幾年中對規(guī)范進行了修訂，這使得現(xiàn)場總線開發(fā)商們?yōu)橛脩籼峁┌踩F(xiàn)場總線和相關(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，以及更高的工作效率。例如美國國家防火協(xié)會(NFPA)最近修訂了規(guī)范，允許安全現(xiàn)場總線和安全PLC在更多的場合應(yīng)用。在管理工業(yè)機械的電器設(shè)備的NFPA 79規(guī)范中，這個機構(gòu)長期以來一直禁止使用現(xiàn)場總線或者其他供電的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

　　同樣地，國際電工委員會(IEC)最近出版了關(guān)于安全相關(guān)的機電設(shè)備、固態(tài)電子以及基于計算機系統(tǒng)的IEC 61508標準。它定義了系統(tǒng)的整體安全級別(SIL)，例如安全現(xiàn)場總線以及相關(guān)產(chǎn)品必須達到SIL 3。IEC最近還起草了針對過程和控制設(shè)備的61511和62061標準。

　　慣性與經(jīng)濟性

　　盡管已經(jīng)獲得了這些規(guī)范的批準，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)場總線系統(tǒng)來代替硬接線系統(tǒng)，這通常是因為相同的原因：你可以親眼看到點對點的硬接線，但是對于現(xiàn)場總線，看來你只能自己說服自己：這一根低功率的電路的確能夠?qū)崿F(xiàn)與點對點硬接線系統(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)量估計占75％~80%。

　　不管怎樣，這個慣性正在不斷地被用戶身上承受的一貫的經(jīng)濟壓力所抵消，經(jīng)濟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)約比以前更多的費用。事實上，有證據(jù)表明安全現(xiàn)場總線系統(tǒng)以及對其可靠性的信心正在推動計劃的執(zhí)行。最近，來自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)在購買安全PLC，但是有43.9%計劃在3年內(nèi)購買。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)場總線系統(tǒng)之一，來自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，其容量是原來的兩倍，允許用戶在一套可編程安全系統(tǒng)中連接128個節(jié)點。雖然Pilz Automation Safety LP在全球已經(jīng)有多達100,000個節(jié)點投入使用，預(yù)料SafetyBus p會使其繼續(xù)增長，因為Pilz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年還計劃推出新的SafetyBus來擴展系統(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)場總線系統(tǒng)CANopen，增加了信號校驗?zāi)芰?、發(fā)送和接受信號時的時序能力以及其他軟件。這些能力使得這個三線制的隔離的總線系統(tǒng)消除了信號回波、信號丟失、虛假信號以及重復(fù)信號的影響而更加安全。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。

　　“許多潛在用戶正在自己測試安全系統(tǒng)，看看在發(fā)現(xiàn)和修理故障時究竟能夠節(jié)省多少時間”，Pilz的工程經(jīng)理Dino Mariuz說，“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%的時間”。

　　PROFIsafe

　　另一家著名的安全現(xiàn)場總線，來自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采用標準的PROFIBUS電纜，提供錯誤檢測功能以達到SIL 3要求。

　　PROFIBUS Interface Center的測試實驗室主任John Swindall說：PROFIsafe的層狀方式生成一個‘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、意向中的主/從地址以及序列號，這有助于查找丟失的數(shù)據(jù)。

　　PROFIsafe還得到了德國T哣的正式批準，它是指定的認證機構(gòu)，檢查PROFIsafe在控制運算中應(yīng)用的算法和多項式。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)場總線工程師們是一個非常保守的群體，其中處理安全問題的人甚至更加保守”，Swindall說?！拔蚁胨麄冋_始克服自己的不情愿而做出改變，但是美國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)備一起運行，這樣即使產(chǎn)生問題也只會影響一條總線，不會使整個系統(tǒng)的處理能力受到損失?！?/P>

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

　　CIPsafety, DeviceNetsafety

　　集成安全控制和標準控制，這樣它們就可以相互影響，最近ODVA開發(fā)并將CIPsafety擴展增加到了Common Industrial Protocol (CIP)中，它是一個被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)市場經(jīng)理Kimber Lynn Drake這樣說?！耙簿褪钦f一個安全PLC既可以同安全部分，也可以同非安全部分對話?！?/P>

　　CIPsafety的技術(shù)性能文件計劃在2005年一月發(fā)布，T哣 Rhineland預(yù)計會在同一時間發(fā)出該協(xié)議的最終認證證書。ODVA也在計劃擴展它的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)花費了3年時間來開發(fā)Interbus Safety。Interbus具有500 kpbs 或2 Mbps的通訊速率，已經(jīng)通過認證并且成為IEC 61158的一部分，它是Interbus Safety的基礎(chǔ)。

　　這個新協(xié)議由安全編碼和安全數(shù)據(jù)構(gòu)成，在Interbus的標準總體框架協(xié)議中，它們結(jié)合成一個數(shù)據(jù)包。Phoenix Contact的自動化市場經(jīng)理Larry Komarek說這種總和的方法在上層通訊時需要的數(shù)據(jù)量較少。這樣Interbus Safety只需要500 kbps的通訊速率來傳送相同的數(shù)據(jù)；在同樣的時間里傳送同樣的數(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)用時獲得低于10毫秒的響應(yīng)速度，例如1000個標準I/O加上100個安全I/O。

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

　　Interbus Safety的安全功能達到了EN 954的Category 4以及IEC 61508的SIL 3級別。

　　Komarek補充說：“Interbus Safety已經(jīng)通過了beta測試，計劃于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)場總線市場份額的第一位，全球銷量為68萬個節(jié)點/年?；趯Π踩a(chǎn)品市場的重視，及給用戶帶來的利益的認可，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。它是針對機械和制造設(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)標準的要求，增加了一個附加協(xié)議，提高與故障安全等相關(guān)的信號和信息的通訊可靠性。