安全現場總線系統技術及其在汽車行業的實際應用
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,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、急停開關等的使用已經非常普遍,但現在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,大大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(如標準的Profibus、DeviceNet等總線系統)上去,就會存在比較大的安全隱患,是一種非安全的控制狀態。圖1所示的是安全產品的接線方式。

圖1安全產品的接線方式
基于這種狀況,世界上幾家比較大的自動化系統公司(如Siemens、Rockwell等)聯合了幾家著名的安全傳感器的生產公司(如SICK、OMRON),共同合作開發了開放性的、相互兼容的安全總線系統,如AS-Interfacesafety、Profisafe、DeviceNetSafety、interbussafety及Safetybusp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2為一個標準的Profisafe總線系統結構圖。

圖2一個標準的Profisafe總線系統結構圖
一、安全總線系統的結構
安全總線系統和標準總線系統的主要區別在于通信協議的標準不同。安全總線系統的安全是對標準協議的擴展,使得標準及安全裝置可在同一個網絡上運行。其獨特之處就在于安全通信的實現無需諸如網關、網橋等昂貴的硬件設備,僅僅通過軟件層就可實現。圖3所示為安全總線的協議結構。

圖3安全總線的協議結構
一個標準的安全總線系統應包括:
帶雙CPU的安全PLC;
安全總線協議;
安全總線接口I/O及安全傳感器。
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