基于軟件的安全與硬接線系統的比較

來源：controldesign
The benefits of software-based, networked, safety solutions over hardwired systems do not end with project cost savings. Safety PLCs are easily monitored and changed compared to the hard-wired approach of the past. Troubleshooting the hardwired “handshaking” of contactors, door switches, light curtains, and safety mats can take hours, or even days, at machine start up. Logic changes may be made to the safety function by quickly modifying the appropriate preprogrammed parameter. As a result, the entire system is more efficient, flexible, and reduces wiring headaches.

上世紀，美國制造商已經在改進車間工人安全方面做出突出成就。自從1920年,三代機器安全已經用于美國制造的設備。要求早期的制造商使用標準組件技術，制造商已經得到已被證明的性價比高的安全網絡和安全控制器的好處。

更重要的是，制造商現在有用安全PLC和安全網絡取代硬接線安全系統的選擇。通過從硬接線安全產品轉換到國際認證的、自動安全的解決方案，制造商正享受低成本、高靈活性以及減少的操作員失誤的可能性的好處。

正像他們所說：“誰知道過去，誰就能控制未來。”理解機器安全的發展能提供強大的知識庫，從中理解新技術應用的好處?？紤]到這一點，讓我們看一下：怎樣實現今天的機器安全。

第一代機器安全滿足小應用
大約在80年前，安全開始發展，當時，機器安全控制還不能商業應用，制造商經歷車間越來越多的事故和傷害。制造商通過為機器安全創建原始ANSI B11機床一致性標準來解決這個問題。通過使用標準組件（包括限位開關、繼電器、按鈕）的基本接線技術產生美國第一代機器安全。配置這些設備從而提供冗余和一些誤差校驗來滿足早期的機器防護的工業標準。

直到二十世紀七十年代，這些硬接線的標準工業組件是美國機器安全的主流，并在高風險工業應用，包括電梯和機械動力印刷機。即使這些領域有安全防護措施，由于這些簡單技術的缺陷，操作員一直遭受受傷或死亡的風險。

第二代機器安全加強了保護
在二十世紀七十年代，在歐洲出現了第二代機器安全，直到最近，美國一直在追趕歐洲。

現在仍廣泛使用這代機器安全防護，它們采用專門設計用于安全應用的硬接線設備，包括安全開關、門互鎖、光幕和安全地毯?，F場接口模塊或安全繼電器在ANSI B11.19——“安全防護性能標準” 中確定——專門開發用于監視這些安全設備。

第二代機器安全的一個顯著的里程碑是歐洲創建機器安全認證要求的時候。這個CE認證要求制造商完成他們運行（操作員接近機器的風險的地方）的風險評估。

風險評估通過確定公司怎樣符合EN 1050 歐洲機器標準的一致聲明跟蹤。由于這個評估，歐洲制造商開始理解故障模塊并開發基于那個信息的安全產品。

第三代機器安全帶來了好處
第三代機器安全建立在第二代機器安全的基礎上。從2002年開始，技術進步和工業一致標準的變化產生美國第三代安全防護解決方案。

第三代安全防護解決方案采用安全PLC和安全網絡，包括AS-Interface。ANSI B11.TR4標準確定現在市場上的不同類型的安全控制器。它也強調實施風險評估的重要性，就像在ANSI B11.TR4——“風險評估和風險降低：估計、評價以及降低與機床相關的風險的指南”中規定的一樣.

第三代安全防護是基于軟件平臺而不是傳統的硬接線解決方案，因此降低了項目成本，加強了靈活性，改進了安全，降低了操作員失誤的可能性。

節省成本
很難證明現在使用繼電器邏輯而不使用安全PLC是正當的，因為安全PLC的性價比非常高。大的用戶傾向安全PLC技術從而從標準硬接線系統飛躍。PLC的安裝成本持續降低，許多使用安全PLC的公司將會持續增長。

為證明我的觀點，下表包括一些最近我們安裝的安全PLC的實際安裝成本。你能發現，第三代安全電路的使用僅在電氣安全上就能為公司節省將近25%的成本。


加強靈活性，減少操作員失誤
基于軟件、網絡、安全的解決方案而不采用硬接線系統的好處并沒有在項目成本節省上結束。與過去硬接線方法比較，安全PLC容易監視和改變。在機器起動時，解決硬接線“握手”接觸器、門開關、光幕和安全地毯的故障能消耗數小時甚至數天。通過快速修改恰當的預編程參數能改變安全功能的邏輯。結果，整個系統效率更高、更靈活，并減少接線問題。

另外，因為參數預編程到安全PLC，也降低了操作員失誤的可能性。安全PLC不像常規PLC，常規PLC可能錯誤地編程安全參數。安全PLC不要求操作員解釋。每個設備，包括軟件，都是認證的。操作員不要求創建緊急停止電路?，F在，他們簡單地選擇自動化供應商提供的可用的“認證的安全”緊急停止電路。

從每個觀點來看——性價比、靈活性、操作員失誤的可能性——基于軟件的安全解決方案的好處遠比硬接線的好處多。隨著越來越多的公司傾向第三代安全技術，系統的成本持續降低，同時結合的知識庫上升。我們明顯能達到經濟的、增強的美國的安全承諾。