SafetyNET p 提供的不只是安全
| SafetyNET p 提供的不只是安全 隨著自動化水平的不斷提高以及將大范圍內(nèi)的技術(shù)設(shè)備連接成網(wǎng)絡(luò)的需求，對于通信功能的需求也在不斷增長，而驅(qū)動系統(tǒng)的巨大變化和運(yùn)動控制的應(yīng)用要求更加強(qiáng)大的通信的系統(tǒng)。當(dāng)然也必須考慮其他的一些應(yīng)用，如視頻、編程數(shù)據(jù)或?qū)W(wǎng)絡(luò)上所有系統(tǒng)元件的遠(yuǎn)程訪問，如果要將安全相關(guān)數(shù)據(jù)添加到組合中去，那么必須的故障管理策略必將會在系統(tǒng)上產(chǎn)生額外的負(fù)載，與此同時，對于數(shù)據(jù)的一致性、過程和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的瞬時有效性都有嚴(yán)格的要求。由于傳統(tǒng)的總線系統(tǒng)已開始到達(dá)它們的物理極限，控制方面的供應(yīng)商更多地關(guān)注于通用自動化功能的以太網(wǎng)。 自動化和流程工業(yè)的應(yīng)用都有其特殊的要求，首先要求以太網(wǎng)可靠和安全，其次是實(shí)際的系統(tǒng)性能，在決定其是否適合工業(yè)應(yīng)用的時候這兩方面的標(biāo)準(zhǔn)都是相關(guān)的。在正常情況下，如果工廠或機(jī)器喪失了安全或可靠性則其一般是不能操作的。在設(shè)計(jì)一個通信系統(tǒng)的時候，一個最?？紤]的因素就是它是否能夠快速可靠地進(jìn)行信息地傳輸，因此這是設(shè)計(jì)者時時需要面對的理論上的決策問題。只有將數(shù)據(jù)快速可靠地進(jìn)行傳輸，將這種方法用于安全應(yīng)用才有意義。這也就是為什么通信的安全性是SafetyNET p的主要因素的原因。 強(qiáng)大的連接技術(shù) 以工業(yè)總線技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)以及在辦公室內(nèi)使用以太網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對于工業(yè)以太網(wǎng)如SafetyNET p 的性能可以被看作是對于上述兩種環(huán)境下的一個不斷發(fā)展的創(chuàng)新性能?？偩€系統(tǒng)的優(yōu)勢包括它們通信的穩(wěn)定性和簡單性包括它們的連接技術(shù)，線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已經(jīng)被建立起來作為工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)主要的組態(tài)原則，不同的設(shè)備可以簡單地連接到相鄰的設(shè)備上。辦公室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的組態(tài)結(jié)構(gòu)——星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在自動化環(huán)境內(nèi)是不可行的。另一方面，動態(tài)地添加或刪除子站（如會議室內(nèi)的筆記本）的能力很長一段時間內(nèi)都被認(rèn)為是辦公室內(nèi)最常用的一種功能。在自動化領(lǐng)域尤其是對于服務(wù)、維修和診斷更需要這樣的功能，SafetyNET p支持通過帶有成熟的插入連接器的相似和魯棒的連接技術(shù)，以M12設(shè)計(jì)為例，IP20電纜在電控柜內(nèi)的是RJ45形式的連接器，當(dāng)SafetyNET p設(shè)備和通信結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)臅r候，SafetyNET p子站就可以被以線性、樹型或星型結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。線性結(jié)構(gòu)可以不帶任何的額外元件，如果要求有分支，則可以使用便宜的標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)開關(guān)。用于維修或診斷的移動子站可以用于連接到這些開關(guān)或者是單個的SafetyNET p裝置的自由界面上。這個不僅僅適用于SafetyNET p裝置也適用于標(biāo)準(zhǔn)的電腦或其他的辦公室設(shè)備。 要求實(shí)時性 開發(fā)必須也要考慮到嚴(yán)格的實(shí)時性要求，要求有很快的網(wǎng)絡(luò)掃描時間尤其是在運(yùn)動控制部分，如控制驅(qū)動的地方，對于大部分的應(yīng)用1ms的掃描時間就足夠了（掃描時間指的是每個子站能夠與其他子站進(jìn)行通信的時間）。SafetyNET p版本的RTFN（實(shí)時結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)）可以用于這樣的情況，設(shè)計(jì)RTFN的概念是為了讓每個子站都能夠和其他所有的子站進(jìn)行通信。對于每個產(chǎn)生數(shù)據(jù)的裝置，都會建立一個單獨(dú)的連接并監(jiān)控和它連接的所有的子站，這也就允許對于每個單獨(dú)的連接使用不同的監(jiān)控時間，同時也使得它和任何標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)協(xié)議的共存成為可能。其他的一些工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議也可以在相同的以太網(wǎng)內(nèi)使用，前提是它們的IP相兼容。如果要求更短的掃描時間，如在驅(qū)動器內(nèi)的控制回路，RTFL版本的SafetyNET p使得掃描時間可達(dá)62.5µs，這也只在封閉的子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)才可能實(shí)現(xiàn)。為了避免和其他應(yīng)用的以太網(wǎng)產(chǎn)生沖突，在RTFL內(nèi)的其他應(yīng)用設(shè)置的帶寬要盡量避開實(shí)時結(jié)構(gòu)所要求的帶寬。因此手提電腦可以通過TCP/IP甚至是在RTFL內(nèi)實(shí)現(xiàn)與不同設(shè)備的通信。和RTFN不同的是，帶子站的RTFL可以作為一個RD（根設(shè)備）運(yùn)行。這個子站啟動了與所有其它子站的循環(huán)連接，這些子站將需要的數(shù)據(jù)傳輸出去，RD這時候也可以作為與主RTFN網(wǎng)絡(luò)連接的接口。 分散及模塊化的控制結(jié)構(gòu) 工業(yè)中所使用的是集中式的控制結(jié)構(gòu)，一個用于生產(chǎn)部分的中央PLC對于更大或更小的系統(tǒng)并不是最優(yōu)的解決方面。SafetyNET p更多的是使用分散式的控制結(jié)構(gòu)，不需要中央控制系統(tǒng)因?yàn)楦鱾€子站能夠獨(dú)立地和其他子站進(jìn)行通信，這樣才可能在整個設(shè)備實(shí)際變大的情況下減少功能模塊，這樣做的好處在于使得調(diào)試和測試的過程變得更加輕松，從而最終減輕了調(diào)試和維修的工作量，另外，智能系統(tǒng)如控制器或機(jī)器人能夠控制設(shè)備的單個部件，從而避開了購買一個額外的控制器。當(dāng)整個設(shè)備安裝好后，你所要做的就是將單個的模塊連接在一起并鏈接到高一級的信息（如設(shè)備緊急停止按鈕）。系統(tǒng)的模塊化保證了現(xiàn)有系統(tǒng)不會超負(fù)載運(yùn)行，即使是在后來擴(kuò)展或重新設(shè)計(jì)的時候也不會發(fā)生這樣情況，因?yàn)槠渌囊恍┰O(shè)備將會覆蓋到這些附加的功能。因此也就不需要在一開始就在控制器上計(jì)劃或考慮用于擴(kuò)展的空間以及在將來改造情況下的終端。 開放性 由于帶有安全的總線系統(tǒng)SafetyBUS p， SafetyNET p系統(tǒng)的開放性也能夠通過獨(dú)立的用戶群體得到保證，任何制造商都能夠加入Safety Network Inernational e.V.，任何一個成員都可以開發(fā)和使用用于SafetyNET p和帶有SafetyNET p的產(chǎn)品，使用SafetyNET p，結(jié)果是會產(chǎn)生一個多樣性的系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)內(nèi)任何公司都可以其特有的能力作出貢獻(xiàn)：從驅(qū)動專家和安全專家到傳感器專家。以太網(wǎng)解決方案SafetyNET p將所有成員公司的專家經(jīng)驗(yàn)集成到一個安全系統(tǒng)中。 |
