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你已经听说了许多关于机器安全网络的消息，现在打算如何应对呢？
美国安全工程师协会成员——博世力士乐的安全专家David Arens说，将硬件系统视为唯一解决办法的时代已经一去不复返了。
罗克韦尔自动化的安全网络市场经理Brian Oulton说：“对于安全系统的定义很简单——即使这个系统出了问题，它仍然能够保护人群、机器和工厂。”
负责贝加莱工业自动化产品开发和销售的Helmut Kirnstoetter说：“安全网络是指机器通过输入输出，在物理结构相同和共用网络的基础上，处理相同的逻辑得到的。这种方式的优点是，我们可以通过本地网络将所有运动部件集成到一起。只要按下停止键，软件就输出一个驱动信号使机器的所有机轴移动到安全位置，并给出反馈信号表示机器已经运转到安全位置，这时用户才可以开启机壳门。”
罗克韦尔自动化的安全系统市场经理Kelly Schachenman补充道：“所有安全系统都包含有三个组成部分：1）安全的输入或防止检测人员误入危险区域的安全传感器；2）控制流向危险区域仪器组件能量的安全驱动；3）由安全继电器和PLS组成的安全的逻辑，这些问题决定了为安全系统预先确定的安全条件是否起作用。” （图片）
通过机器控制网络运行安全信号的目的之一就是减少电缆连线（图片）
有多种渠道提供安全培训和相关资源，请见文章中的URL连接安全网络的关键就在这里。对于通过机械化控制网络点到点转换传输安全相关信息的争论是非常引人注目的。想要达到不同层级的机器安全，就必须正确的安全系统。
这马上就引出了一个问题，工程师们是怎样将硬件安全系统扩展为安全网络型的呢？“安全网络”是否是一种可以买到的产品？如同将写着“安全网络”的盒子打开，然后像安装电视一样来安装它么？
答案自然是否定的。
Oulton指出“仅仅因为使用了一系列的组件，而不知道如何将它们装配起来是不能构成一个安全系统的。对于一个工程师来说，接受必要的培训非常重要。”
将安全风险最小化
“很不走运，几乎每个人都会告诉你，风险不可能完全排除，只能限制风险”，Arens说。
西门子公司的应用咨询工程师Robert Dorr指出，“法律要求你为员工建造一个安全可靠的工作环境，但是法律没有说明如何去做，那么你就只能去请教参考标准。”
普遍认为与机器安全最相关的标准是IEC 61508，包括了电气、电子和可编程安全相关系统的功能安全，如机械自动化等。
该标准由国际电工委员会制定。国际电工委员会是由许多国家的电工委员会组成的，如美国国家标准学会等。IEC 61508提供了两个重要的启示：它为不同的种类设备定义了可接受安全等级的要求，而且还定义了安全完整性等级（SIL），从而可以在量上衡量仪器与设备的安全性。
SIL等级的计算值反映了相应安全功能组件的可靠性。因为即使组件被安装在正确的地点，也不代表在需要的时候就会起作用。拿联锁举个例子，它可以保护故障状态下对设备进行设置或维护的人员安全，但负责此功能的技术员很有可能使上述功能失效。这增加了该联锁装置在使用时的不稳定性，从而也影响到了系统的SIL等级。
Arens表示：“首先要做的，是对所有在工作场所中运行的机器设备进行风险评估。”（图片）
降低风险是一个循环的过程仪器开发商应对仪器设备和任何与之相连的控制系统使用环境中可能出现的危险情况作出分析，并给予说明。西门子的Dorr建议说：“人员中首要考虑的是操作者，他将面临什么样的状况，然后再去考虑其他有可能出现的人，如维护人员甚或是从旁边正好经过的人员。其实风险评估是评估所有的风险。然后想出办法将风险限制在可以接受的范围。”
Schachenman补充道，“首先，你应该列出一份安全要求细则，定义一下如何降低操作人员进行各种机器操作时面临的危险；然后按照安全要求细则设计系统，降低风险；最后，测试安全控制系统功能是否降低了风险，达到了安全要求。”
Arens表示：“这是一个循环的过程，只要发生变化它就开始运作。除此之外，还会定期进行检查，根据机器的表现评估那些保障措施是否仍在有效运转。”将经验与结果积累起来就变成了关于那台机器的安全操作手册。
培训
Oulton说：“操作人员应对规章制度非常熟悉，完整了解如何进行正确的危险评估和产品使用，只有这样才能确定系统运行是可预测的，并且在发生故障时很安全。”
Arens说：“总的来说，培训共分三个层次：全面安全培训，OSHA训练营提供了相应培训；另一个为安全设备分销商协会（SEDA）提供的专业安全销售培训课程。”这对集成了系统安全的机器的销售大有帮助。表格中列出了Arens推荐的其他项目。
第三种是关于仪器的详细说明，Arens指出“关于这方面，当然是制造商最了解机器了。”
PLC、电机驱动和机器网络产品等机器配件的厂商，为如何安全使用他们的产品开办了培训课程。例如Arens所在的博世力士乐为他们安全系统提供了为期1天、2天和4天的培训课程。Arens提醒：“你需要做的就是找到一个有资质的培训机构，如国际继续教育培训协会认可的培训机构。”
“西门子安全核心团队成员‘可为使用我们产品的原始设备供应商，提供到现场培训’”，Dorr说。“我们还设有一个专门提供培训的部门，可以为客户提供场外培训和教程CD。”
Schachenman说：“安全网络实际上是系统中非常透明的一个部分，就像标准的网络一样。只是它以高度集成性传输安全数据，比较难的部分是识别危险包括什么以及如何将它们限制到最低程度，剩下的工作就是编写应用程序。”
Schachenman总结道：“像所有硬件系统或可编程安全系统一样，最后都要实际测试机器是否按照你所做的那样变得更加安全了。”
附文１：光纤保证了阿尔卑斯山脚下行人的安全
世界最长隧道——位于瑞士阿尔卑斯山脚下的Gotthard隧道（约17千米），一直以来都被认为是穿越北欧和南欧之间最狭窄的瓶颈之一。为了保证行人的安全，系统集成专家Weiss-Electronic公司使用了光纤调制解调器来传输来自272个交通灯和68个速度/紧急状态显示器的数据。该紧急系统拥有三套公交系统：一套为从北入口到达隧道中部，另一套是从南入口到达隧道中部，还有一套贯通南北两个出入口。（图片）
为了保证旅行者安全，Gotthard隧道拥有通过冗余光纤网络自动控制的272个交通灯和68个速度/紧急状况显示器Weiss-Electronic的项目经理Joerg Gelz说：“技术上的难度主要是由于隧道太长，这个17公里长的隧道在两个方向上只有一条路通行。为了满足安全要求，我们不得不调整交通，使得每方向一小时不会超过150辆货车和1000个汽车单位（1辆货车等同于3个汽车单位，1辆客车等同于2个汽车单位，1辆轿车等同于1个汽车单位）。如果发生火灾，隧道要在10秒内关闭。这意味着交通灯和显示屏都应安装在正确的位置以显示紧急信息。”
道路控制装置安装在车辆通行车道的大门上，当不可穿越隧道时大门将关闭。系统对于车辆的测量使得在同一时间内进入隧道汽车的数量控制在安全的范围内。通过一种叫做“降控制”的方法，卡车可以避免在17千米的隧道中的高峰期。这种功能在避免火灾的蔓延是十分有用的。在问题发生时，如火灾、一氧化碳浓度过高或检测到制动车辆，必要信号就会自动转换。
整个数据管理网络以冗余环为基础，每3公里设置1个冗余环站。即使在电缆损坏或装置失灵的情况下，系统仍然是受控的。所有交通灯和显示屏的数据都经由Westermo的LD-64 RS-485型光纤调制解调器传至控制系统。每个站配置两个LD-64调制解调器——一个在正常运行时使用，另一个在紧急状态下为警报信号的传输使用，以免光纤连接失败。
另外还设置了10个服务器单元，每个单元含有两个冗余服务器。使用其中一个，另一个处于被动状态。为避免故障发生，将使用中的变为被动，被动的转为使用。顶部服务器也是冗余的。
网络系统提升的不只是安全性还有产能
在竞争激烈的汽车制造业，保持安全工作环境的同时降低成本、提高生产率，是公司生死攸关的关键。International Automation就是一个例子，公司为汽车工业的第一供应商提供改造的冲压机。典型的生产线一般长100到150英尺，由5到7台用于金属成型的冲压机组成。该公司研发了一种新的压模控制系统，以确保高品质，降低启动成本，提高工作效率，同时符合日益严格的安全法规。（图片）
通过标准网络发送安全和控制信号，经过改造的冲压机生产线可以获得出乎意料的安全性和产能此外，为满足客户对于质量和效率日益迫切的需求，International Automation希望向他们提供一种灵活的机器，可以轻易地集成到现有的工厂中。制造一套对生产造成影响最小的系统是至关重要的。在确保安全组件成本改善和生产率提高的同时，还要注意符合所有行业标准。
公司首先考虑的是升级压模机的现有继电系统。但是发现不仅升级本身的花费巨大，就连安装都要用户完全停产数日。在经过对多套方案的权衡，公司选择了罗克韦尔自动化生产的Allen-Bradley’s GuardLogix控制器。该安全控制器结合了高弹性、高性能的安全控制装置，可以达到SIL等级3的要求。
该系统中所有的Allen-Bradley Logix PAC都使用了相同的开发工具，不仅易于使用，还使得程序员更加熟悉开发环境。该软件还可帮助用户管理安全存储数据，这样就省去了用户手动处理或担心分割逻辑会隔离安全相关数据的麻烦。
另外，该新控制系统允许终端用户使用工业PC机访问生产信息，这样工厂的管理者和CEO就可以在办公室中对生产报告进行访问或修改。
所有安全装置通过一个DeviceNet安全I/O接口系统的电缆连接，监控安全电流、I/O接口和现场布线的故障。公司选用了以ControlNet为核心的网络体系。
International Automation完整的解决方案发布后大大超出了市场预期。节省成本最大的是启动成本，第一个用户就达到了100万美元。这个数值可以与用户一年后的预期节约成本相比较，但是今天国际自动化可以在项目起始阶段就为您节省出。
此外，International Automation找出了可以节约编程时间的方法。一套普通系统编程大约需要2到3周才能完成编程任务，而International Automation可以在8个小时内完成新控制系统的编程。
该系统使用通过认证的模块仿效一个安全继电器的输入，而不是真的使用一个继电系统。
获取更多信息，请点击：www.ab.com
12/28/2007
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