技术的发展和行业标准的变更,使得单一系统平台实现安全和标准控制功能更为容易控制工程网版权所有,设计、实施和维护效率也比以往任何时候都高。自动化设计人员采用了最新的科技成果,安全系统的实施灵活性极大地提高,成本得到了控制,产量得到了提升。
经济上的诉求——也就是在提升收益率的同时不影响安全性——引领了安全系统的革命,从原有的硬接线技术发展到现代高集成度网络互联技术。不安全的功能越多地被创新的安全功能取代,降低设备冗余度、提升产量、最小化成本的机会也就越大。由于项目中的标准控制与安全功能部件能够使用统一的系统零部件,硬件的成本就可以降低了。
不但无需使用独立的安全控制器,集成安全系统还仅仅使用一种编程软件包。这就免除了在不同控制器上编程或多个程序之间协调的必要。结果是简化了项目编程,也降低了培训和技术支持的费用。
共用一种开发环境也避免了昂贵的重复开发费用。例如,如果一个控制工程师需要开发3 个同样的项目,那么他只需要将必要的应用程序从一个项目移植到另一个即可。更少的部件也意味着更小的面板外壳,节省了控制柜的 费用和空间。
安全功能的集成可以发挥通用控制平台的优势,提供更紧凑、体积更小的产品。而在以前,同类控制器体积过大,费用过高控制工程网版权所有,根本无法胜任。
安全功能的网络协议
CIP Safety是一种网络扩展,协助集成安全功能和标准控制系统,同时确保工厂中各种物理网络之间数据的无缝互传。CIP是一种独立于物理网络的工业网络协议。CIP协议提供基于DeviceNet、ControlNet 和EtherNet/IP 等CIP 网络的通用控制、配置、收集和分享服务。
过去,由于标准系统对安全事件处理能力的匮乏,导致一处设备安全事件的发生可能引发整个设备停机。CIP 安全性允许控制系统和安全功能共存于一个网络上,共享安全功能和标准应用的数据。这样一来,工程师就能够实 现“区域控制”,例如,当设备某一区域进入安全控制状态时,并不会影响其他区域作业的进行。
与传统系统不同,安全功能与标准控制系统集成,通过设备或者系统的HMI,为操作人员和设备维护人员提供了设备事件的可见性——包括安全事件。集成系统提供信息和分析结果,确保工厂人员能够迅速使设备恢复作业。
CIP 安全性也免除了在每一个网络之间安装网关的必要。在没有安全网络的时代,工程师通常不得不最小化系统,或者降低性能上的需求,因为将硬接线连锁和继电器安全逻辑集成到整个自动化系统中是非常困难的。 现在,工程师只需在通用物理网段内集成设备,并允许安全和标准信息在设备和控制器之间传送即可。
安全控制
集成安全功能可以发挥通用控制平台的优势,提供更紧凑、体积更小的部件。由于具备了更好的设计灵活性CONTROL ENGINEERING China版权所有,集成安全功能的应用领域更加广泛,包括很多中等规模的应用,传统的控制器由于体积过大或费用过高控制工程网版权所有,根本无法 胜任。
集成安全性的优势还包括通用的编程环境,减少了设计、配置、搭建和维护的时间和成本。一个软件程序就足以管理安全功能和标准功能,工程师无需手动隔离标准功能内存和安全功能内存,也无需担心为了实现安全性而 必须考虑的逻辑隔离问题。
Rockwell Automation公司的Allen-Bradley Compact GuardLogix可编程自动化控制器(PAC)集成了设备控制功能:带有SIL2和SIL3等级安全功能的驱动、运动和高速顺序控制。
更优的设计
看到了这些设计优势,国际包装生产厂商Amcor在其位于澳大利亚Rivesby 的铝罐加工厂中安装了新型的集成安全功能解决方案。以前,工厂中的11 台罐体加工和焊接设备使用独立的硬接线安全控制系统连锁保护。现在,它们由11 个独立的集成安全功能控制器管理。
EtherNet/IP 连接提供了设备之间的互联,并将集成安全控制器和工厂的SCADA 系统连接起来。分布式I/O端口和CIP 安全性网络的结合,缩短了现场安装和布线的时间。
集成开发环境允许工程师同时开发标准控制系统代码和安全控制系统代码,这极大地节省了时间。而且,使用了集成控制架构,系统的开发和扩展也更加容易。
控制稳定性,安全性
新型的软件工具,例如高集成度的插件指令集(AOIs),提升了精度和安全系统设计的效率。AOIs将验证过的代码封装起来,便于复用。这中做法确保了项目之间的一致性,简化了调试和排障步骤CONTROL ENGINEERING China版权所有,最小化了代码错误的风险。AOIs具有一种特别的属性,能够帮助设计人员保护数据免于无意或有意的更改。这种特别的属性可以识别AOIs定义的更改。在高度规范的行业中控制工程网版权所有,版本控制是至关重要的,生厂商需要确保规章要求的连贯性,并保护知识产权。
安全技术的应用需要具有更多的选择和更高的灵活性,以满足特殊需求。由于安全器件和标准器件越来越多地在控制系统设计中无缝整合,安全性已不再是一个独立的要求了,在设计过程中,它更多时候被同时完成,理所当 然地成为了不可分割的一环。这些革新在保证人员和设备安全的同时,提升了企业收益。