11月11日
现代机器和工厂概念要求安全解决方案能够灵活和经济地集成到复杂的生产过程中。在这方面的主要贡献是故障安全软件控制器，它在工业个人计算机上同时执行过程和安全功能。
通过将安全技术集成到软件控制器中，不仅可以单独调整自动化功能，还可以在同一基于pc的自动化系统上实现安全功能，达到安全完整性级别SIL 3。
功能安全技术是工业应用中的一个重要课题。20多年来，西门子一直是该领域发展的推动力量，并提供一系列基于国际标准的安全导向产品。必威官方登陆
在基于pc的软件控制器领域，西门子已经在相当长的时间内使用Simatic WinAC提供各种解决方案。该软件允许在PC上实现Simatic PLC的功能。这意味着不仅是典型的PC应用程序，而且自动化任务也可以在一个平台上实现。
同时，PC应用程序也可以无缝集成到PLC的世界中。如果特定于应用程序的任务“集中”在PC上，这种集成尤其有益:例如，如果在PC上已经实现了特殊的自动化功能，则可以将该功能无缝地嵌入到PLC功能中。
通过全新的Simatic WinAC RTX F软件控制器，西门子将其多年的安全工程经验与基于PC的系统的开放性相结合，首次实现了在单个PC硬件平台上操作基于PC的技术模块、标准PLC程序和安全程序等功能。[技术模块是执行特殊功能的软件，如变速箱同步，凸轮盘同步，打印标记校正等]
以安全为导向的标准，如IEC/EN 61508(电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全)，要求非常高。为了满足这些需求(扩展到安全完整性级别SIL 3，这在工业环境中很有可能)，必须保证所有安全功能的软件执行的可靠性。它们必须始终以相同的、正确的方式处理，并且软件的所有部分必须完全处理。
的编码处理故障安全控制器必须能够评估安全相关的现场信号，并在发生故障时立即切换到或保持在安全状态。这种能力基于时间分散冗余的原理，也称为编码处理。
在这里，面向安全的操作在两条不同的路径上处理，也就是说，在CPU周期结束时，使用逻辑上和时间上不同的算法和结果进行比较。在偏离的情况下，两条路径中的一条发生了故障，CPU自动切换到安全状态。此外，控制器有广泛的自我诊断设施。
“编码处理”程序允许使用单个处理器实现面向安全的应用程序。早在2002年，它就与单通道Simatic S7控制器的STEP 7选项包“S7分布式安全”结合开发。
安全链然而，机器或工厂的安全导向功能不仅仅是控制器，而是整个链条。这是一个信号记录传感器和逻辑求解器的组合。逻辑求解器由控制器和I/O模块组成，用于处理输入传感器信号并将输出信号发送给执行器。
所有组件都有助于工厂的功能安全，以便在发生危险事件时使工厂处于安全状态或保持其处于安全状态。能够达到的安全完整性水平取决于加工链中最薄弱的环节。
软件控制器WinAC RTX F适合Simatic安全集成产品组合，作为逻辑求解器中的Windows XP或XP嵌入式控制器。这是第一个基于pc的安全系统。
自动化程度越高，就越需要对控制进行安全监控。然而，这只有在故障安全的情况下才有可能。故障安全是指当故障发生时，系统立即切换到或保持在安全状态。
在Simatic Safety Integrated的案例中，逻辑求解器由故障安全单通道控制器和故障安全双通道I/O模块组成。故障安全通信通过面向安全的PROFIsafe配置文件执行，软件控制器不仅通过Profibus，而且还通过Profinet支持故障安全通信。
安全软件用户使用STEP7选项包S7分布式安全创建程序的面向安全的部分。它可以与STEP7并行加载到软件控制器上。
S7分布式安全提供命令、操作和块，用于在F-LAD(梯形图)和F-FBD(功能块图)中实现与安全相关的程序。
为此，我们提供了一个现成的函数块库，由TÜV Süd批准用于安全相关的函数。这可以用于故障安全模块控制器以及故障安全软件控制器。定制库也可以用于这两种类型的控制器。编程本身的方式与LAD / FBD的STEP7标准编辑器相同，因此不需要额外的工程专业知识。
逻辑求解器(控制器和I/O模块)只能用于与安全相关的功能，如果所有安全组件一起工作。这意味着WinAC RTX F软件控制器已经安装在PC硬件上，并且使用S7分布式安全创建并加载了安全程序。
此外，分布式I/O必须通过PROFIsafe配置文件与控制器连接。这种安全认证组件的组合允许简化机器或设备的验收。
例如，PC硬件不需要单独批准，因为它只对工厂的可用性做出贡献。软件会检测到程序执行错误或“位翻转”等错误，并做出相应的反应。在I/O组中还可以识别通信错误，在等待一段时间后，通道被呈现为被动或关闭。
PC硬件的选择仅受到软件控制器要求的轻微限制。目前支持x86兼容的PC系统，软件包中提供的评估工具有助于记录PC硬件的适用性。
交钥匙包PC系统的选择对工厂的性能有决定性的影响。在基于PC的系统中，代码处理非常快，尽管软件控制器必须与Windows共享PC资源。可实现的周期时间取决于应用程序所需的设置。
在具有多个处理器核心的进程中，由于软件控制器可以为自己保留一个核心，条件大大改善。还应注意硬件的健壮性，如抗冲击性，最小限度地使用活动部件(如风扇和硬盘)，电源故障缓冲，仅举几个属性。
最后，要考虑到PC的现场总线兼容性:机上是Profibus接口还是Profinet接口?那么PC硬件诊断呢?
因此，西门子不仅以软件安装的形式提供软件控制器，而且还与工业PC IPC427 RTX F(用于使用Profibus的应用)和与s7模块化嵌入式控制器(S7-mEC) EC31-RTX F(用于使用Profinet作为现场总线的应用)作为总包捆绑提供软件控制器(见图2)。
安装在S7-mEC上，软件控制器WinAC RTX F还支持Simatic S7-300系列的故障安全模块，这些模块通过背板总线与S7-mEC连接。这使得非常紧凑和经济的解决方案成为可能，因为在某些情况下，不需要安装现场总线。
我们还没有考虑到在后续工厂修改或扩建时，软件解决方案的巨大灵活性所带来的潜在节省，更不用说标准化和可移植性了。
西门子基于pc的自动化能力中心通过Simatic WinAC和Simatic Industrial pc为用户提供基于pc的自动化项目的设计、工程和优化支持。
例如，在科隆，经验丰富的专家团队与开发部门密切合作，为全球所有客户提供强有力的支持。此外，这些团队还拥有在基于PC的解决方案中集成特殊软件和硬件组件的专业知识，例如用于通信的驱动程序和插件卡或测量值卡，以及Simatic WinAC开放开发工具包ODK。
凭借WinAC RTX F的创新概念，西门子在考虑所有现行标准的同时，通过将基于pc的自动化与功能安全相结合，提高了生产率。
边栏:PROFIsafe通信
PROFIsafe是第一个符合安全标准IEC 61508的通信标准，允许在同一总线电缆上进行标准和安全相关的通信。它在IEC 61784-3-3中被定义为国际标准。
PROFIsafe配置文件允许开放标准总线Profibus和Profinet在标准网络组件的基础上进行安全通信，并达到安全完整性级别SIL 3。
通过适当的措施可以快速可靠地检测通信错误。为了检测数据的丢失或损坏，每个数据包都要经过循环冗余检查(CRC)并分配一个连续的编号。检查地址伪造和延迟的进一步措施包括，例如，通过唯一地址进行身份验证监控和通过超时进行时间监控。
安全电路内的通信按以下顺序运行:来自总线节点的安全相关编码器信号通过PROFIsafe到达安全控制器。在逻辑操作之后，相应的输出信号被转发到故障安全PROFIsafe总线节点。主机和客户端都有一个PROFIsafe驱动程序，分别执行通信有效性检查。主机和客户端之间的闪存驱动器网络组件与安全无关，被视为“黑通道”，因为它们与关机的安全无关。
使用标准组件有以下优点:
*标准设计准则不变地适用，例如，屏蔽和防雷;*实施故障安全冗余系统;*对总线节点数量和通信性能无影响;而且*不再需要重复的电缆组件库存。
此外，如果同一根母线用于安全相关和标准通信，则在电缆和不同部分的种类方面有巨大的潜在节省。
根据卡尔斯鲁厄PROFIBUS Nutzerorganisation e. V.的说法，PROFIsafe在安全相关的工厂中已经获得了很高的认可。这一点从其巨大的全球市场份额中显而易见:截至2008年底，PROFIsafe系统的数量已达到6.6万套，PROFIsafe设备的数量为63万套
ARC最近发表的一项研究表明，目前公共汽车安全设备的总市场为70万件。根据这一数据，PROFIsafe占有90%的市场份额。
故障安全通信可以通过Profinet与软件控制器进行无线通信。移动面板上紧急停止按钮的操作，使用PROFIsafe，可靠性高。
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