分布安全增加产量，减少停机时间和接线

来源：Siemens Automobile model changes necessitate the continuous modification of an automotive production line. To better cope with these modifications using systems that addressed required safety standards, the engineers at a major North American automotive manufacturer first looked to establish an industrial communication platform that would be  flexible, simple for their electricians to program and troubleshoot, and would integrate readily on a fieldbus network with third-party components such as robots and valve blocks. With these requirements in mind and having previously used a combination of hardwired, traditional safety relays for safety compliance, the engineers chose Simatic Failsafe PLC technology with Profisafe because it offered fast, easy adaptation, and a control reliable safety solution with minimum downtime. 现在，自动化最热烈的主题之一是关于关键控制功能是集中还是分散的争论，在这些自动化架构中, 安全系统的处理常是关键的讨论点。这个主题调查一个汽车制造商在分散方式下怎样解决问题。 汽车模型变更需要连续更改汽车生产线。为更好地处理这些使用解决安全标准的系统的更改，在大的北美汽车制造公司的工程师首先想建立一个工业通信平台，这个平台灵活，从而电气人员能简单编程以及解决问题，并能容易地与第三方组件（例如机器人、阀组）在现场总线网络上集成。考虑到这些要求和硬接线与传统的安全继电器（与安全兼容的）的结合，工程师选择Simatic 带Profisafe的容错PLC技术，因为它提供快速、易适应、最少停机时间的控制可靠的安全解决方案。下图描述制造商使用Profisafe的设计规划：

Profisafe设计概貌

在设备上建立的新网络，标准和安全功能运行在一个PLC上。这个架构以标准硬接线继电器技术为代价提供灵活的、创新的安全技术。这种采用安全技术的架构的另一个好处是要求编程的专业知识，标准和安全功能可由同一编写者在梯形逻辑中使用容错编程，这种梯形逻辑带额外的错误检测能力，从而实现SIL3/CAT4。 胜卷在握 新安全设计统一应用到制造商的机器人单元，消除大量的接触器、继电器和以前要求的复杂的互连接线。 一些工段采用所有必需的安全功能使用分布控制和PLC机柜单独试车， 由于在岛之间电缆距离比以前连接所有I/O设备到主面板的距离短，从而减少了安装时间。来自触摸面板的诊断细节帮助快速解决运行故障。 采用带容错和标准分布I/O的S7315F安全PLC实现所有安全功能。 在这种实施中，当保持自由访问标准代码时，制造商考虑的关键是有能力“锁藏”安全功能， 安全技术的组态和编程完全嵌入到STEP7编程环境以及分布安全软件中，它也包括来自F-库（用于急停电路和排泄控制等应用块的预制组件）。使用这种编程环境，程序很容易改变，因此比永久接线的系统更灵活。 因为Profisafe技术允许采用第三方产品，所以用常规Profibus技术及其总线耦合器容错连接到相邻工厂能简单、安全、灵活的实现。除了加强的安全之外，更高实用性和改进的诊断通过Profibus产生改进的产量使能，这种产量能带来巨大的投资回报。 油漆车间改造 这个改造项目要和北美安全标准的变更兼容，项目经理确定一些必须满足的标准，包括: �新安全解决方案与现存控制平台的集成； �现存现场设备和接线的更换； �有能力执行无预定或有限停机时间的改造； �有效使用新系统，例如从故障条件迅速恢复； �性价比高。 AS-接口网络安全产品满足这些标准以及满足北美安全认证的要求。必需的安全级通过在安全从站和安全主站之间传递信号在AS-接口实现。每个循环周期，安全主站从每个从站请求专用电报，从站通过已定义好的算法连续改变。如果请求的电报由于故障或报警没接收到，安全主站通过它的双通道使能电路在最大40ms之后停止请求。 制造商的“反芯片”车间，它在车辆摇杆面板使用保护层；在“黑暗”车间（漆车底部件的车间）对现存PLC控制系统用最小的改变升级可靠的新AS-接口网络。安全相关的输出改变存储位，用于相关过程的启动顺序，然而通过安全监视在容错方式下控制实际输出。这些系统的可编程安全技术允许在油漆车间使用灵活的、具有良好知识的安全概念，在一个将停止的单元使能个别域。这种模块化结构在不影响整个生产的情况下，使用多个安全监视通过域控制允许有限的域停止。 安全设备和安全输入模块的直连技术消除了分布I/O站的需要，减少硬接线几乎到零。标准和安全功能的编程不需要专业知识，在ASIMON软件中使用选-放功能即可。 一些单独的测量在周末安装，例如提升站或连接运输车的安装。这种安装过程极大地降低了试车成本和现场改造时间，并允许在试车前进行全功能测试，在这种情况下，在实验室测试。在正在运行的生产线上必须进行一些转换，例如新面板的安装和电缆图。 一旦油漆车间生产线起动并运行，由于更好的诊断，快速检测并消除在生产过程和安全设备上的故障和瓶颈。诊断在机器可用性和生产率以及在设计和试车上最低节省10%-15%成本上有直接效果。如下图所示，汽车制造商使用西门子全集成自动化（包括安全）在电气或控制上总的节省成本。

使用全集成自动化（包括安全）的节省成本

注：来源于西门子能源与汽车公司，汽车商务部 此图描述了汽车制造商使用西门子全集成自动化（TIA）（包括安全）节省的成本，TIA作为整体来源唯一的解决方案对多供应商的集成解决方案，从而实现相同系统的功能。