更新时间: 2023-07-12
硬线的安全系统使用安全继电器相互连接,提供安全功能。硬线系统的开发和维护比较困难,只能满足多数的基本应用。此外,这些系统中的设备位置具有严格的距离限制。
因为上述问题,以及造价的考虑,对使用标准通信网络实现安全服务有了高度的期盼。开发安全网络的关键不是建立的网络不能失败,而是建立一种机制,使网络在失效时能使安全设备转移到一个已知状态。如果用户知道一旦出现失效,系统会换转到什么状态,他们就能够使应用处于安全状态。但这意味着需要更多的检查和冗余编码信息。 所以,为了增加安全的要求,德国安全总线**会(German Safety Bus committee)扩展了现有的铁路标准。这个**会为安全网络开发人员提供了安全网络的设计指南,使他们的网络和安全设备遵从 IEC 61508 的标准。
基于这些标准,CIP 扩展了高完整性的安全服务。结果是一个可伸缩、可路由、网络独立的安全层降低了对专用安全网关的要求。因为所有安全设备使用相同的协议,使用相同的介质,使用方法也和标准的网络是一样的。 CIP 安全是对标准CIP 的一种扩展,它通过了 TüV 的认证,可用于 IEC 61508 SIL 3 和 EN 954-1 类别 4 的应用。它在原来的模型中增加了CIP 安全应用层(红色部分),见图1。 增加部分包括了几个安全相关的对象和安全设备描述、在DeviceNet上实现CIP安全的细节,也就是我们熟知的 DeviceNet 安全。
因为安全应用层扩展不依赖标准CIP的完整性,可以与数据链路层,数据链路通信接口使用同一通道。可以使用标准的路由器实现安全数据通信。见图2。路由安全报文是可行的,因为末端设备可以负责数据的完整性。如果在数据传送或在中间路由器出现出现错误时,末端设备会检测出故障,并且采取适当行动。
这种路由能力使得DeviceNet安全单元能够快速的响应来自其他单元的互锁要求信息,比如与骨干网络,诸如 EtherNet/IP 实现互锁,如图3所示。只有需要的安全数据才通过路由到达请求的单元,这样减少了系统对带宽的需求。结合本地安全单元的快速响应和安全数据的跨路由传输,用户可以构建大型的、反映迅速的安全应用。这种结构的另外一个好处是具有多网多点传送安全报文的能力。