安全PLC是為關鍵控制系統(tǒng)和高安全要求系統(tǒng)的安全應用而專門設計的PLC，可以完全集成在系統(tǒng)中，因此它們可以安裝在系統(tǒng)的任意位置，這便于在現(xiàn)有機器上添加新的安全功能。另外，安全模塊數(shù)據(jù)通過安全傳輸協(xié)議傳輸，并使用安全數(shù)據(jù)類型在安全應用程序中訪問，而標準應用程序中的數(shù)據(jù)則以標準數(shù)據(jù)類型訪問。安全總線技術的使用將必要的線纜精簡到一根，同時允許使用現(xiàn)有的基礎結構進行數(shù)據(jù)傳輸。安全PLC模塊在硬件和軟件上采用各種安全處理措施，具有完善的診斷和測試手段，它的設計原則、系統(tǒng)結構都遵守相應國際安全技術標準，并取得相關安全權威機構的安全證書。當安全系統(tǒng)檢測到系統(tǒng)故障尤其是危險故障時能使系統(tǒng)回到安全狀態(tài)，從而最大限度地保證了系統(tǒng)的可靠性和可用性。安全系統(tǒng)設計內容涉及安全可靠性要求、系統(tǒng)或關鍵模塊冗余配置、故障模式分析、自診斷覆蓋率、共因故障、測試間隔與周期、可維護性以及保密性等因素，這種系統(tǒng)具有如下特點：

  1)滿足相應國際安全標準(如 IEC61508/61511、NE/ISO13849-1，DIN19250等)，用于安全防護控制。

  2)取得相應權威機構(如TUV、FM等)的認證，獲得相應等級的安全標準證書。

  3)系統(tǒng)軟件也應達到相應安全等級(如SIL3、AK5等)。

  4)硬件采用模塊化結構，且各類模塊設計都是故障安全型，這些安全模塊包括輸入模塊、輸出模塊、CPU模塊、通信模塊、電源模塊、總線模塊等。

  5)具有完善的測試手段或采取有效措施能夠保證系統(tǒng)的安全性。

  6)當檢測到系統(tǒng)故障或出現(xiàn)危險狀況時，能控制系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。

  7)能進行系統(tǒng)故障報警，指示故障原因、故障位置。

  8)系統(tǒng)能夠在線維護、在線恢復，冗余板卡或模塊能在線更換。

  9)具有順序事故記錄功能。

  10)可與DCS或其他智能設備通信，具有開放的、符合相關標準的通信方式。

  11)具有強大的自診斷能力，能夠完成監(jiān)測硬件狀態(tài)、程序執(zhí)行狀態(tài)、操作系統(tǒng)狀態(tài)的任務，一旦檢測出危險，系統(tǒng)能快速將流程切換到安全狀態(tài)。

  12)獨立的安全控制系統(tǒng)能夠與過程控制的DCS無縫連接。

  13)硬件結構多采用冗余設計，軟件采用多項可靠性設計措施。

  14)安全控制系統(tǒng)與擔負常規(guī)控制的系統(tǒng)相互獨立，即安全系統(tǒng)的設計應該滿足當出現(xiàn)故障時，其他系統(tǒng)采取相應動作，安全系統(tǒng)的功能不會受到影響。

  15)失效是在可預測的范圍內，一旦失效，系統(tǒng)將進入安全模式。

  貝加萊安全PLC在控制系統(tǒng)中只負責安全功能相關的數(shù)據(jù)和程序管理，它是獨立運行的，不能由普通的PLC兼任。它具有配置管理、參數(shù)管理、執(zhí)行安全應用程序三個功能。

  配置管理負責管理機器的安全配置。通過檢測模塊類型、固件版本來判斷模塊是否正確安插或是否丟失或是否有新模塊存在。如果在新替換的模塊上有不同的固件版本，則會自動升級或降級固件版本以便被系統(tǒng)兼容。

  參數(shù)管理可以確保模塊和配置之間參數(shù)的一致性。系統(tǒng)按照應用程序的要求檢查模塊參數(shù)。必要時參數(shù)管理會執(zhí)行完整的參數(shù)下載(如安裝了新模塊后，相應的模塊參數(shù)會下載到模塊中)。

  執(zhí)行安全應用程序是指除了檢測配置和保證模塊參數(shù)的一致性外，安全PLC最基本的功能是負責循環(huán)執(zhí)行用戶編制的安全應用程序。

  X20集成安全系統(tǒng)的Safe Logic 模塊和I/O模塊如圖2.31所示。

圖2.31 X20集成安全系統(tǒng)的Safe Logic模塊和I/0模塊