機(jī)器設(shè)備加裝安全光柵、急停按鈕等安全元件是工業(yè)設(shè)備中經(jīng)常采用的安全防護(hù)方式。但是這種傳統(tǒng)的安全系統(tǒng)存在缺陷，例如，需要大量的硬接線和機(jī)柜空間將所有的繼電器、急停按鈕、控制器和傳感器連接起來。這種傳統(tǒng)的硬接線安全系統(tǒng)通常是被設(shè)計(jì)為獨(dú)立于原有的控制系統(tǒng)，是被附加上去的，不是與其他控制系統(tǒng)一起設(shè)計(jì)的。另一方面，傳統(tǒng)的安全系統(tǒng)在機(jī)器非正常運(yùn)行情況下會(huì)切斷電源，讓設(shè)備停機(jī)或者部分設(shè)備停機(jī)，而安全集成系統(tǒng)不一定要設(shè)備完全停機(jī)，而是讓設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的速度降低，對操作人員不會(huì)造成人身傷害。

  安全集成系統(tǒng)是將標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)和安全系統(tǒng)合二為一的設(shè)計(jì)。安全集成系統(tǒng)能夠感知非正常工作狀態(tài)并采取動(dòng)作，它與機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)共存，共享一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。安全集成系統(tǒng)的模塊在原有的自動(dòng)化系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制硬件上運(yùn)行，可以帶來更高的生產(chǎn)效率。以安全運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)來說，安全技術(shù)集成到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中能夠提供小于2ms的反應(yīng)時(shí)間，且易于安裝。與安全相關(guān)的數(shù)據(jù)在兩個(gè)有獨(dú)立微處理器的通道中被傳輸和處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)通道中有監(jiān)視參數(shù)存在誤差時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)入安全模式。

  各大致力于安全自動(dòng)化設(shè)備的廠商，如西門子、Rockwell Automation、貝加萊等公司不斷推出安全集成模塊，這些全系列的安全產(chǎn)品模塊包括現(xiàn)場安全檢測產(chǎn)品、互鎖開關(guān)、安全繼電器、急停裝置、安全PLC、安全接觸器、安全變頻器、安全運(yùn)動(dòng)控制器以及安全網(wǎng)絡(luò)等，它們涉及感應(yīng)輸入、信息傳送、邏輯控制、輸出執(zhí)行等各環(huán)節(jié)。例如，貝加萊公司推出的集成安全系統(tǒng)解決方案是以Safe Logic為安全控制器，以工業(yè)以太網(wǎng) Ethernet Powerlink為安全現(xiàn)場總線的安全控制系統(tǒng)，還包括Safe I/O、安全電源、安全伺服、安全設(shè)計(jì)軟件等安全模塊，可以在標(biāo)準(zhǔn)的I/O組中加上內(nèi)嵌安全功能的I/O模塊，通過編程組態(tài)而不是硬接線來實(shí)現(xiàn)安全控制。由于安全集成系統(tǒng)與原有的自動(dòng)化系統(tǒng)共享一個(gè)數(shù)據(jù)總線或者一些硬件，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和處理速度都可以大幅度提高，同時(shí)還節(jié)省了大量布線、安裝、試運(yùn)行和維護(hù)的成本。集成安全系統(tǒng)采用最高速的實(shí)時(shí)安全總線系統(tǒng)，可滿足 SIL3標(biāo)準(zhǔn)的性能要求，其響應(yīng)時(shí)間可與硬接線方式相媲美。集成安全系統(tǒng)采用市場上最快的CPU，循環(huán)周期可達(dá)小于1ms。安全應(yīng)用的編程使用的是經(jīng)過認(rèn)證的PLC open Safety 庫中的功能塊，可以在安全功能之間虛擬接線。由于使用了開源的總線標(biāo)準(zhǔn)，因此會(huì)對后續(xù)的設(shè)備連接保持開放性。集成安全系統(tǒng)借助于分布式的安全技術(shù)、靈活的編程，重用現(xiàn)有的系統(tǒng)架構(gòu)來降低成本。典型的分布式集成安全系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.30所示。

  集成安全系統(tǒng)僅使用一根電纜來傳輸安全數(shù)據(jù)，這使得系統(tǒng)基本上只要沿用老的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而不需要額外的安全連線。安全應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用之間復(fù)雜的通信機(jī)制已經(jīng)成為了過去，智能安全響應(yīng)取代了設(shè)備硬停機(jī)，為流程提供優(yōu)化，提高設(shè)備價(jià)值。

圖2.30 典型的分布式集成安全系統(tǒng)結(jié)構(gòu)