安全現場總線技術在汽車行業(yè)的應用綜述

一直以來，安全控制技術一直落后于標準的控制技術。為了說明這一點，讓我們回顧一下幾十年來自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程。30年前，幾乎所有的控制系統(tǒng)都采用繼電器控制方式，但這種方式安裝和維護的成本較高，且重新配置系統(tǒng)比較麻煩，非常不靈活。基于這些原因，PLC及其他一些比較“智能”的控制技術就逐步取代了繼電器控制方式，因為PLC減少了硬件配置，簡化了安裝和維護過程，且能非常靈活地適應以生產過程為本的控制任務。隨著生產規(guī)模的進一補擴大和生產技術的不斷進步，控制系統(tǒng)的復雜性也在不斷增強，新型的開放式現場總線技術的時代來臨了，它不僅能使不同供貨商的設備共存于一個總線系統(tǒng)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(tǒng)還不能算是一個完美的總線系統(tǒng)，尤其在“安全控制”方面存在著很大的漏洞。

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(qū)域，所以安全傳感器，如區(qū)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(tǒng)仍停留在“安全繼電器”或“安全PLC”的非總線控制系統(tǒng)的低級控制狀態(tài)，大大限制了生產過程控制系統(tǒng)的發(fā)展。但如果將這些安全設備連接到非安全的現場總線系統(tǒng)（如標準的Profibus、DeviceNet等總線系統(tǒng)）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(tài)。

圖1：所示的是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(tǒng)公司（如Siemens、Rockwell Automation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(fā)了開放性的、相互兼容的安全總線系統(tǒng)，如AS-Interface safety、 Profisafe、 DeviceNet Safety、 interbus safety及Safety bus p等。這些安全總線控制系統(tǒng)大大加快了控制系統(tǒng)前進的步伐。

圖2：為一個標準的Profisafe總線系統(tǒng)結構圖。