安全PLC现状分析

日前，一场针对我国汽车行业机械安全问题的研讨会在京举办。此次由中国汽车工业协会主办，欧姆龙、ODVA和莱茵技术等协办的研讨会引起了在场近200名观众的深切关注。就当前而言，机械安全在国内的汽车、机床等一些离散行业逐渐引起了用户重视，并陆续出现了一些成功应用的案例。 机械安全是一项复杂的系统工程，需要考虑的因素很多，比如机械设备特点、工艺操作特点、安全设计理念等等。一般来说，安全控制系统应该包括安全输入设备（如急停按钮、安全门限位开关或联锁开关、安全光栅或光幕、双手控制按钮），安全控制电气元件（如安全继电器、安全PLC和安全总线）和安全输出控制（如主回路中的接触器、继电器或阀等）。其中，安全PLC是在应用中值得重点关注的产品。所谓安全PLC，就是专门为条件苛刻的任务或安全相关的应用而设计的PLC，在其失效时不会对人员安全或过程安全带来危险。在一台安全PLC根据要求达到了特定的可靠性/故障概率等级时，就意味着它具有广泛的自诊断能力，可以监测各个方面的硬件状态、程序执行状态和操作系统状态。此外，安全PLC还必须能够执行标准机构（例如TUV、FM等）认证的必须的故障安全动作，而这些故障安全动作都是根据特定的原则设计，并满足国际安全标准（如IEC61508和EN954-1等）中定义的要求。另外，安全PLC还可能包括警卫保护预警和权限管理的内容，用来保护安全PLC不受来自外界的干扰。 据预测，今后5年，整个安全市场的增长速度至少将是整体自动化市场增长速度的两倍，而其中的安全元器件，包括安全PLC、安全网络等增长更为明显。VDC最近的一份市场调研报告也显示，欧洲和北美的机械自动化安全装置将在安全PLC上实现快速发展。报告预测，北美安全PLC产量将由2004年的930万美元上升到2007年的2.07亿美元，年复合增长率为30.6%，而在欧洲，该产量将由2004年的4.31亿美元上升到2007的7.88亿美元，年复合增长率为22.3%。两个区域的差别主要是欧洲市场较成熟，安全PLC的应用也就相对成熟一些。另一方面，纵观整个机械自动化安全装置市场，2007全年欧洲市场的年复合增长率仅为7.4%，北美为12.5%。因此相对来说，安全PLC部分的这一市场复合增长率应该远远超过了其他机械安全装置的增长速度。 从全球范围看，实践证明已经采用安全PLC的行业包括汽车、机床、机械、船舶等行业，以及过程工业中的石化、炼油、电厂、锅炉控制和燃烧控制、高压应用等。此外，它还可以在一些远程遥控、无人值守以及维护费用十分昂贵的应用场合（例如大型储罐区）一显身手。 从安全PLC供应商方面看，罗克韦尔自动化、欧姆龙、西门子A&D等巨头纷纷采取一系列措施，推出自己的安全PLC产品，这些产品几乎都符合IEC61508标准并得到了SIL3的等级认证。同时，都试图将安全PLC与其他机械安全产品一起构成完整的机械安全解决方案。2005年11月，罗克韦尔自动化在美国举办的年度Automation Fair展览会上设立了安全产品线独立展区，产品线覆盖从传感、逻辑判断到执行机构的每个环节，如安全按钮、安全地毯、安全开关、安全继电器、安全光幕、安全镭射扫描器、集成安全功能的马达启动器与伺服电机、安全PLC（模块式与分布式）、安全分布式I/O、安全网络等。同时，罗克韦尔在安全PLC和安全继电器方面还将不断推出新品，Ethernet/IP safety安全以太网也即将推出。此外，西门子的安全 PLC也从丰田这样的著名汽车商那里获得青睐。目前，在世界范围内的丰田汽车公司制造厂中，有3个安全 PLC 项目正在进行中，分别是Tahara（日本）、印第安纳（美国）和剑桥（加拿大）。在 这3个工厂中使用的西门子安全PLC 总数大约为170个，共使用了大约2000个I/O模块。