IFM安全网络组件互联技术相对于点对点布线技术的优势分析

发布时间:2014-10-31

       传统上,点对点布线已经成为基于安全开关部件的布线标准。如今,一种网络产品问世了,这种产品将安全设备用在标准可编程逻辑控制系统(PLCs)和其它一些更高级的网络中,它的使用为工厂高效运转和简化复杂的布线及故障检修提供了一种新方法。本文将这种新的网络化方法和传统布线方法进行比较分析,说明了IFM安全网络组件 的优点。文章包含以下内容:
• 安全系统在当今工业自动化生产设备中所起的作用;
• 网络系统优于点对点布线的关键所在;
• 安全网络产品的之处——安全工作,以一个传输应用的例子对系统进行说明;
• 科技怎样影响安全控制一体化产品市场需求。
■工业安全
       过去,所有的安全标准都只考虑到硬线连接的安全部件,如今,很多新标准(如IEC 615081)和修订标准(如2002 版NFPA 792)是和安全网络相适应的并且为生命的保障提供了新标准。这些新标准引起了人们对安全网络的浓厚兴趣,不光因为安全网络改进后的安全性能,与工企中遍布的其它网络协同工作时能达到投资利润率(RIO)也是一个重要的原因。
       随着政府管制力度的加大,消费者需求的日益增长和全球性竞争的愈演愈烈,企业不得不采用让自己生产设备运行划算和有效的手段。运行效率是任何企业所梦寐以求的,但是制造和过程控制系统同样要求来源于工厂工作区的传感器和控制装置的数据到整个企业的各个生产环节之间的数据传输是准确和可靠的。这种可靠性在考虑到人身安全时是非常重要的。整个世界上,对于维护工程师和工厂经理来说,安全问题现在是在未来也必将是的和重要的话题。

■传统布线方法
       尽管安全系统的重要性级别不同,但是当维持系统所需的高级别的可靠性和性时,达到一个合适的安全性能却成为经常性的困难。一般地,IFM安全网络组件的安全系统由一些连接到开关器件的点对点的硬线逻辑安全继电器和现场的一些急停按钮构成。来自各个装置的多根线路直通控制柜往往导致大捆的导线贯穿于整个系统中,光从导线数量上考虑,系统的安装时间是不可忽略的而且故障检修也相当复杂。下面列出采用点对点布线时面临的五大难题,当这些难题普遍存在于安全系统时,其它一些工业控制采用通过从以硬线为基础的控制转向工业网络的办法解决了这些难题。

■常规点对点布线的难题
• 布线—从每一个安全装置到主控柜的硬线连接成本高且耗时多;
• 故障检修—检修安全系统时,传统布线很难确定故障发生一点;
• 附加设备—传统点对点布线需要附加的输入卡以显示设备状态;
• 复杂的拆分和组装—安全系统在运输时,拆分和重新组装系统耗时很多;
• 安全区复杂—每一个安全区需要用很多附加的继电器。
■工业网络
目前,市场上出现很多不同种类的工业网络或现场总线技术。AS-i DeviceNet Profibus和 Ethernet仅仅是其中的一些,这些系统随着工厂工程师想方设法简化控制而得到普及。过去,点对点布线限制了来自工业现场信息的传递和接收,常常需要附加的线路,输入卡和其他一些兼容设备来提供的诊断和过程反馈,这样成本的增加和数据传输难度的加大使工业网络的发展成为可能。工业网络技术为市场提供了一种工业标准方法,这种方法将设备连在一起以实现向控制器的数据传输反馈同时也考虑到应用和系统扩展上更多的灵活性。工业网络采用了一种集个人机(PC)或工作站和现场设备于一体的高速通讯主干线路,在与现场设备通讯时,为操作员提供了一个友好的界面。

■安全工作
       当工业控制从以硬线连接为基础的控制发展到工业网络的时候,各个厂家便开始了这种网络直接运行的安全网络系统的开发。目前市场上受欢迎的是其中的“安全工作”(Safety at Work)。作为世界上工业控制领域的团队所开发的产品,“安全工作”的设计旨在简化布线并且克服点对点继电器逻辑这样的安全系统面临的种种难题。
      IFM安全网络组件 “安全工作”系统是批被完全审核通过的工业安全网络系统。该系统已通过德国安全机构TUV的,根据IEC 61508标准,已经达到 EN954-1标准的第3等级和SIL 3等级,可以在控制类别 4 的应用场合中使用。系统采用的双芯扁平电缆可和大多数的标准PLCs(如Allen Bradley和Siemens公司的产品)或总线系统相结合,通过一台PC机,系统用易配置的拖放软件替代了硬线逻辑。下面的例子将“安全工作”系统的设计和以常规点对点方法为同样的部件布线作了比较,结果表明,用“安全工作”系统可以大幅减少所用的导线和其它设备。

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