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一直以來，安全控制技術落后于標準的控制技術，隨著生產規模擴大和生產技術不斷進步，控制系統復雜性在不斷增強，新型開放式現場總線技術的時代已經來臨，它不僅能使不同供貨商的設備共存于一個總線系統中，而且還能簡化布線，加快信息在數字網絡上的傳播。但實際上，標準的現場總線系統在“安全控制”方面存在著漏洞，德國何其能公司不斷提高產品開發力度，推出相應的解決方案。總線技術不僅在診斷功能方面，同時也在電器元件連接方面表現出了明顯的優勢。

以汽車生產廠為例，尤其是在自動化程度較高的焊裝車間和總裝車間，大量的焊接機器人和裝配機械手的出現(見圖1)，造成了許多需要安全保護的危險區域，所以安全傳感器，如區域保護掃描器、安全光幕、安全鎖、安全地毯與急停開關的使用已非常普遍，但連接這些安全設備的控制系統仍停留在“安全繼電器”或“安全PLC”的非總線控制系統的低級控制狀態，限制了生產過程控制系統的發展。但如果將這些安全設備連接到非安全的現場總線系統(如標準Profibus、DeviceNet等總線系統)上，系統會處于非安全控制狀態。

基于這種狀況，世界上幾家比較大的自動化系統公司聯合了幾家著名的安全傳感器的生產公司，共同合作開發了開放性的、相互兼容的安全總線系統，如AS-Interface safety、 Profisafe、 DeviceNet Safety、 Interbus safety及Safety BUS p等。這些安全總線控制系統大大加快了控制系統前進的步伐。

圖1  焊裝及總裝車間自動化程度較高，安全傳感器普遍進行應用

AS-Interface SaW系統

AS-Interface Safety at Work 是基于AS-Interface系統的通信網絡，其可兼容相關安全產品，將狀態信號傳送到智能安全繼電器(安全監視器)的網絡，允許在確定的條件下，緊急停止數字及邏輯電路動作。

AS-Interface安全系統已成為傳感器和執行器網絡的工業標準。現場級安全裝置以貫徹著安全規則的本質安全單元構成。與傳統安全系統進行比較(見圖2)，AS-Interface安全系統的優勢顯而易見。傳統安全系統更多依靠人工，為了故障檢測和處理，傳感器和執行器用并行線連接，復雜且易出故障。而AS-Interface 安全裝置則更靈活、診斷功能更強、安裝更簡易。其核心部分為安全監視器，集成了傳統安全PLC的功能，可通過軟件組態不同安全系統的要求。

圖2  與傳統安全系統相較，AS-Interface節省電纜連接與安裝成本，系統更加靈活

AS-i安全工作系統(SaW)由安全設備組網而成(見圖3)，可使用標準AS-i 網絡。依據SaW，用戶可快速實現一個安全系統，滿足規范所需要的四類安全，保持了AS-i網絡獲得成功的簡易性，是用戶采用SaW的主要原因。以下特性使SaW功能獨特：

在AS-Interface 部件(主站、從站與電源裝置)清單中，包含有安全監視器和安全相關從站，它們都在同一AS-Interface網絡上工作。主站采用處理其他任何從站相同的方式識別安全相關從站，并將其象所有常規從站一樣集成到網絡中。SaW利用AS-Interface標準網絡來傳輸從安全節點到安全監視器的安全信息(E-stop和開關的狀態)。安全監視器和安全節點是一個SaW系統的基本組成部分。AS-Interface 網關/掃描器和電源沒有改變。它們保證了網絡的正常通信，決定了部分系統特性。

圖3 SaW可為用戶提供安全系統，保持網絡的簡易性

為了滿足安全要求，安全監視器像其他模塊一樣連接到AS-Interface網絡，監視來自AS-Interface網絡上模塊的信息，其可被放置在網絡中的任意位置。當安全監視器檢測到非安全條件時可關斷非安全動作，判斷系統是否安全，除非安全節點不斷地傳送表明系統安全的信息。OSSDs保持常開(關斷非安全動作)，除非‘數據鏈’中斷或不能正常工作。數據鏈包括AS-Interface網關/掃描器、電源和電纜。安全監視器現有兩個版本：標準版可以用于大多數應用場合，特別是干擾較多的場合，例如，AS-i網絡旁有遙控設備、頻率轉換器，以及其他噪聲源，安全系統會在AS-i網絡上重試六次并保持運行;高速版用于光幕或任何靠近安全設備的非安全區域。該版本監視器在AS-i網絡上一次重試后就會關斷設備。兩種版本可達到同樣的安全等級。當安全設備故障時，冗余觸點會立即打開。安全監視器也可被分配地址，分配地址后，可在PLC或PC上讀取安全網絡中的診斷信息。

安全節點也是I/O模塊，專為滿足安全等級的應用而設計。一個安全節點傳輸4位數據，按一定規則傳送給AS-Interface網關/掃描器，這樣安全監視器可以判斷安全組件的工作狀態。安全監視器替代了傳統安全繼電器功能。一個Pepperl+Fuchs安全節點有兩個安全輸入，用于滿足安全等級4 (一個安全節點上的兩個安全輸入是冗余的)，安全等級與安全輸入有關(E-stop按鈕及開關等)。一個安全等級3的輸入與Pepperl+Fuchs安全節點的連接最多實現安全等級3。每個AS-Interface網絡最大支持31個安全節點。

只要滿足AS-Interface網絡基本規則，SaW就可以被加入到現存的AS-Interface系統。其與標準I/O模塊混用，所有組件按AS-Interface系統連接方式進行連接。來自安全節點的數據像網絡上的其他I/O模塊一樣被傳送接收，通過ASiMON軟件對監視器進行組態。MS操作系統有著簡單友好的界面，可實現拖拽功能。使用ASiMON，用戶可快速組態一個安全監視器，上載已存組態信息并修改安全系統組態。另外，ASiMON有著強大的診斷功能。一旦組態信息被加載，安全監視器將不斷監視AS-Interface網絡上的數據。

SaW的概念可將待直接連接的安全相關部件，例如急停按鈕、保護門開關及安全燈柵集成到AS-Interface網絡內。根據EN 50295標準，這些部件完全與標準 AS-Interface部件兼容，例如主站、從站、電源裝置與中繼器等。AS-I SaW已運行多年，并在多個公眾的標準中得到認證，可滿足IEC 61508的SIL3并兼容EN 954-1.的四類標準。同時SaW也取得了TUV和BIA認證，這些標準和認證的信息可從各相應機構獲取，倍加福為構建安全AS-Interface網絡解決方案提供相關部件。

更多的優勢

AS-Interface總線技術適用于安全防護系統是因為相關安全領域的控制都是基于數字信號，例如這些信號可能是：門的開關狀態、光線是否被遮擋，這些都是開關量的信號，只需要用1 bit(0或1)就能正確顯示其狀態。AS總線技術就是為處理這類數據的傳輸而開發的，并且也顯示出在這方面的強大優勢。在其他需要傳輸大量數據的應用領域，同樣存在相應的總線技術。

如果希望在安全防護被斷開時機械設備仍然可以正常工作，就需要應用其他的保護裝置。這樣的保護裝置要求在保護區內的操作人員連續操作，在這樣的應用中總線技術有更大的優勢，因為電控門是確定的。如果使用普通的接線方式，電報柜內的布線將非常復雜，而用AS總線技術，就變得很簡單了，僅使用軟件設置就可以取代復雜的接線。

通過ASi總線連接的安全集成模塊幾乎不必使用其他配線。如果不使用總線系統，需要大量的配線來連接安全開關的全部信號。如果這么多的配線隨意布置的話，為了防止斷路或其他可能帶來的故障，就必需加裝額外的保護措施。這就導致了裝配成本和裝配周期的提高。而所有這些因配線帶來的問題，都將在使用了集成總線接口的元件后得到解決。

在安全監視器中可以靈活的配置組態各種安全輸入信號，也就是說安全信號的邏輯關系不再受限制于物理安裝和接線方式。在同一個AS-Interface網絡中最多允許使用31個安全監視器。在安全監視器中可以組態許多高級功能，如：E-STOP， 停止類別0或1， 雙手操作， 門禁與 重啟動條件。

系統的診斷能力可以分析出E-STOP條件的源頭，可自行判斷出故障源和故障類型。這種智能診斷方式減少了因系統故障而停機的時間。總體來說，AS-Interface具有幾大優勢：

系統取代了傳統安全系統的硬接線連接方式;

節省了電纜連接和安裝成本;

不再需要安全PLC;

整個系統靈活性更高，維護擴展方便;

每個安全信號都有診斷;

安全與非安全信號在同一根電纜上傳輸;

安全信號可以實現靈活的組合;

滿足Category 4 EN 954-1;

有TüV和BIA認證;

安全監視器可看作是一個具有編程功能的安全繼電器;

診斷信號可上傳給PLC。

AS-Interface總線，尤其是Safety at Work，近些年發展尤為迅速。AS-Interface的不斷發展確保了用戶日益復雜的應用需求和安全系統的各類標準得以滿足。Safety at Work technology 正逐漸被許多公司單獨作為功能性的安全子系統。