摘要：功能安全，正在成为越来越的多用户关注的焦点。尤其对于规划“出海”的本土机器制造商而言，功能安全，是一个需要未雨绸缪的技术布局。
功能安全，正在成为越来越的多用户关注的焦点。尤其对于规划“出海”的本土机器制造商而言，功能安全，是一个需要未雨绸缪的技术布局。
在很长时间里，人们都认为安全是高投入而低回报。但，首要的在于生命的重要性，其次，对于用户而言，安全还意味着重值资产的保护。对于机器制造商，安全它也意味着一个机遇，进入新市场，拉开在竞争中的差距，获得高回报市场。
安全-作为一种准入门槛
功能安全（Funtional Safety），就是进入工厂的设备需要满足功能安全一致性认证的需求。它主要为了避免重大的人身安全事故。因为如果出现人身安全事故，对于大型的终端生产企业而言，都意味着巨额赔偿，以及监管的审查，停业整顿等。这将造成较大的企业财务及形象等多方位的损失。因此，终端生产企业，会对装备提出安全方面的设计需求，以和自身工厂的其他安全系统构成整体的安全保障。
安全关乎效率
事实上，功能安全的设计思想在于“平衡效率与安全之间的关系”，既要保证安全，又要确保生产的连续性。以几个典型场景来说明：
场景1：SLS-安全速度限制
对于很多连线的生产，如果因为安全而造成了停机的话，就会造成在制品的损耗，以及为此而需要重启生产带来的开机浪费。对于一些高附加值的生产来说，这就会是较大的损失。那么，如果采用SLS-安全限速，这是基于较高动能的设备会造成人身伤害，但如果这个速度仅极低速度，例如从10m/S降低到0.5m/S，它并未完全停止，但又不会对人造成伤害。
图1-SLS作为速度限制确保安全
场景2：STO-安全扭矩切出
对于进入一个裁切刀的区域的人来说，这个风险会较大，但采用STO，它就可以让这个伺服驱动器处于停止，其编码器位置并未丢失。当人离开这个危险区域的时候，那将继续工作，从原来的位置开始，并不会丢失工作信息。
图2-STO安全扭矩切出
凡此种种，包括在安全系统的设计，在安全系统的规划中，都预先需要考虑这些问题。
场景3：当机器的配置更换时，安全系统如何适应这个变化？
安全系统需要严格的设计，若是每次都要重复繁杂的验证过程的话，那就会带来较大的工程不便。而基于“模块化”的软件思想构建的安全系统，则可以采用模块化的机器构造了构造安全系统。它在系统拆除其中一个机械单元，或新增一个单元时，仅需配置或系统的自动识别来实现安全系统的适配。
图3-生产系统的变化-安全配置的调整
这些经常发生在长流程类的生产如印刷后道装订、食品饮料包装等领域。机器系统组合发生变化的时候，安全系统也可以跟随其配置变化。
安全-须未雨绸缪
对于今天中国的机器制造商，越来越多的希望“出海”，但是安全就是个必须要考虑的。之所以如此，因为，安全还是一个较长周期的开发任务。
安全是一个包括了风险评估、系统选型、程序、测试验证、运行部署、维护、拆除全生命周期的概念的系统。因此，它通常需要较长的技术布局，要让安全的应用处于“Ready”的状态，才能在一旦需要时，快速把握市场的机会。
完整的安全产品家族
贝加莱的机器功能安全是具有非常悠久的历史产品线，并经过不断的更新发展，已经形成了非常完整的安全系列。
图4-贝加莱完整的安全产品与技术
它包括了以下几个方面：
01
SafeLOGIC
安全逻辑控制器，基于功能安全规范设计的安全型控制器，其内部采用冗余架构支持，包括安全的芯片及设计认证。
图5-安全逻辑控制器
贝加莱安全控制器包括标准的SafeLOGIC和小型的SafeLOGIC X，后者仅针对20个安全节点的小型安全应用。
02
SafeMOTION
贝加莱的SafeMOTION包括了硬件的安全电机，以及安全的驱动器ACOPOSmulti、ACOPOS P3、ACOPOSmotor均有安全认证。同时，也包括这些安全硬件运行的安全功能。
图6-SafeMOTION支持的安全功能
SafeMOTION包括了：
STO:安全扭矩切出
SOS:安全停车
SLS:安全速度限制
SLI:安全增量限制
SLA:安全加速限制
SLT:安全扭矩限制
RSP:安全的剩余位置
SBT:安全刹车测试
SBC:安全刹车控制
SSO:安全速度观测器
其它包括安全的编码器监测、停电模式、安全节点参数功能等。
03
SafeROBOTICS
机器人系统由于其牵扯到坐标变换，以及每个轴的动作解析。其功能安全主要聚焦于末端中心点（TCP）的相关功能，如SLS@TCP-即，末端中心点的速度限制。即，通过TCP的速度限制，来降低安全风险。如图，还包括位置限制、方向限制以及空间限制。
图7-SafeROBOTICS的安全功能
04
SafeIO
图8-安全I/O产品
除了如图9的X20系列刀片I/O的安全模块，贝加莱还有IP67防护等级的安全I/O模块；同时，安全I/O还包括了模拟量和温度的模块；这些I/O本身也是做了涂层处理，包括宽温、潮湿工况下的适应力。
05
SafeDesigner
在功能安全系统设计中，其设计软件本身也是要经过认证的，SafeDesigner则是贝加莱针对安全类应用的设计软件。实际上，它也是遵循PLCopen Safety的标准化模块编程，并经过测试认证的软件。
图9-SafeDesigner可以快速开发安全应用
06
openSAFETY
openSAFETY是安全的控制器、驱动、I/O站以及第三方安全设备间的通信规范。它能够实现确保功能安全的数据通信，包括对安全相关的交互，以及安全相关的数据帧出现差错的处理机制。
openSAFETY是经过严格现场验证的成熟总线，基于POWERLINK的网络传输机制，符合IEC61784-3标准的规范。
以上，可以全景看到贝加莱有非常完整的功能安全产品技术体系。满足各个领域的机器安全开发所需的基础平台支撑。
安全认证
贝加莱的安全认证包括来自TUV/GL/UL相关的认证，最新的UL6200为进入氢能领域的设备也提供安全控制系统。
图10-安全相关认证
贝加莱还通过以下众多的安全相关标准
IEC 61508 ED 2《电气/电子/可编程电子安全系统的功能安全》
ISO 13849-1《机械安全控制系统设计原则》
IEC 62061《机械安全 -- 与安全有关的电气、电子和可编程电子控制系统的功能安全》
IEC 61511《过程工业安全仪表系统》
EN 50156《熔炉与附属设备的安全系统》
EN 692 / EN 693 / EN 12622 / EN 13736，分别是针对《机床-机械压力机的安全》、液压机CE认证及安全、《机床安全-液压制动器》、《机床安全-气动压力机》等的安全标准与规范。
除了安全相关认证，贝加莱的全系列控制产品都是经过了如DNV-GL的船级社认证的。
因此，如果您希望能够安全来为您开辟新机遇，可以留言告诉您的需求、期待以及联络方式。我们共同探讨如何让机器在竞争中，通过安全能力增值。
来源：剑指工控