安全現(xiàn)場總線系統(tǒng)技術(shù)及其在汽車行業(yè)的實際應(yīng)用
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以汽車生產(chǎn)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(xiàn)，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(guān)等的使用已經(jīng)非常普遍，但現(xiàn)在連接這些安全設(shè)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(chǎn)過程控制系統(tǒng)的發(fā)展。但如果將這些安全設(shè)備連接到非安全的現(xiàn)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(chǎn)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等）聯(lián)合了幾家著名的安全傳感器的生產(chǎn)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-Interfacesafety、Profisafe、DeviceNetSafety、interbussafety及Safetybusp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(jié)構(gòu)圖。
一、安全總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
安全總線系統(tǒng)和標準總線系統(tǒng)的主要區(qū)別在于通信協(xié)議的標準不同。安全總線系統(tǒng)的安全是對標準協(xié)議的擴展，使得標準及安全裝置可在同一個網(wǎng)絡(luò)上運行。其獨特之處就在于安全通信的實現(xiàn)無需諸如網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)橋等昂貴的硬件設(shè)備，僅僅通過軟件層就可實現(xiàn)。圖3所示為安全總線的協(xié)議結(jié)構(gòu)。
一個標準的安全總線系統(tǒng)應(yīng)包括：
帶雙CPU的安全PLC；
安全總線協(xié)議；
安全總線接口I/O及安全傳感器。
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