西门子CPU模块6GK1503-2CB00

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安全集成系统是什么 安全集成系统的应用

机器设备加装安全光栅、急停按钮等安全元件是工业设备中经常采用的安全防护方式。但是这种传统的安全系统存在缺陷，例如，需要大量的硬接线和机柜空间将所有的继电器、急停按钮、控制器和传感器连接起来。这种传统的硬接线安全系统通常是被设计为独立于原有的控制系统，是被附加上去的，不是与其他控制系统一起设计的。另一方面，传统的安全系统在机器非正常运行情况下会切断电源，让设备停机或者部分设备停机，而安全集成系统不一定要设备完全停机，而是让设备运转的速度降低，对操作人员不会造成人身伤害。

安全集成系统是将标准系统和安全系统合二为一的设计。安全集成系统能够感知非正常工作状态并采取动作，它与机器的标准控制系统共存，共享一个数据网络。安全集成系统的模块在原有的自动化系统和运动控制硬件上运行，可以带来高的生产效率。以安全运动控制系统来说，安全技术集成到伺服驱动系统中能够提供小于2ms的反应时间，且易于安装。与安全相关的数据在两个有独立微处理器的通道中被传输和处理，当发现某个通道中有监视参数存在误差时，驱动系统就会进入安全模式。

各大致力于安全自动化设备的厂商，如西门子、Rockwell Automation、贝加莱等公司不断推出安全集成模块，这些全系列的安全产品模块包括现场安全产品、互锁开关、安全继电器、急停装置、安全PLC、安全接触器、安全变频器、安全运动控制器以及安全网络等，它们涉及感应输入、信息传送、逻辑控制、输出执行等各环节。例如，贝加莱公司推出的集成安全系统解决方案是以Safe Logic为安全控制器，以工业以太网 Ethernet Powerlink为安全现场总线的安全控制系统，还包括Safe I/O、安全电源、安全伺服、安全设计软件等安全模块，可以在标准的I/O组中加上内嵌安全功能的I/O模块，通过编程组态而不是硬接线来实现安全控制。由于安全集成系统与原有的自动化系统共享一个数据总线或者一些硬件，系统的和处理速度都可以大幅度提高，同时还节省了大量布线、安装、试运行和维护的成本。集成安全系统采用较高速的实时安全总线系统，可满足 SIL3标准的性能要求，其响应时间可与硬接线方式相媲美。集成安全系统采用市场上较快的CPU，循环周期可达小于1ms。安全应用的编程使用的是经过认证的PLC open Safety 库中的功能块，可以在安全功能之间虚拟接线。由于使用了开源的总线标准，因此会对后续的设备连接保持开放性。集成安全系统借助于分布式的安全技术、灵活的编程，重用现有的系统架构来降。典型的分布式集成安全系统结构如图2.30所示。

集成安全系统仅使用一根电缆来传输安全数据，这使得系统基本上只要沿用老的系统结构而不需要额外的安全连线。安全应用和标准应用之间复杂的通信机制已经成为了过去，智能安全响应取代了设备硬停机，为流程提供优化，提高设备价值。

图2.30 典型的分布式集成安全系统结构

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