隨sui著zhe工gong業ye自zi動dong化hua的de日ri趨qu成cheng熟shu
，現xian代dai化hua工gong廠chang已yi經jing摒bing棄qi了le當dang初chu的de設she備bei簡jian陋lou
，功gong能neng單dan一yi，安an全quan缺que失shi。因yin此ci在zai我wo們men所suo從cong事shi的de工gong業ye自zi動dong化hua現xian場chang

，急ji停ting按an鈕niu
，安an全quan門men鎖suo
，安an全quan係xi統tong越yue來lai越yue多duo的de被bei應ying用yong到dao我wo們men自zi動dong化hua生sheng產chan設she備bei和he生sheng產chan流liu水shui線xian上shang

，它們的使用

，使得原本危險的設備增添了安全的保證。使得我們的工作過程有了安全的監控，不僅讓現場操作人員有了更好的安全生產環境，也為企業高效生產
，安全管理添磚加瓦。

作為安全家族的最重要環節，安全PLC已經越來越多的被人們所認知，但是在使用的過程中，仍然有很多使用者困惑
，為什麼一套和以往使用類似的PLC被冠以安全PLC
，安全PLC和普通PLC到底有哪幾方麵的區別
，在此和大家進行分享。

眾所周知，安全設計的理念我們一定要記住三個詞：1.冗餘；2.相異；3.自檢測。

而隻有實現了以上三個安全理念設計的產品，我們才能認為它是安全產品

，而普通的PLC產品是不具備安全的設計。那接下來我們就看看安全PLC是如何通過設計實現這三個理念的。

1.    冗餘

普通PLC內部CPU數量有一個或者多個，但程序通常是進行一個處理
，多個CPU的功能是把程序中的邏輯運算
、算數運算、通訊功能等分擔實現，也就是協作處理。

安全PLC內部CPU數量至少兩個或者多個，兩個CPU的功能是：分別對同一個程序各執行一次，然後把記過放在一起比較
，如果結果一直，就會進行輸出，如果不一致，則選擇安全的結果輸出（通常意義上的不輸出或者停機）

因此隻有具備冗餘設計的CPU才能稱之為安全PLC。

除此之外
，安全PLC中的CPU的檢測具有時鍾檢測
，監視時鍾，序列檢查，存儲器檢查。

時鍾測量:在(zai)處(chu)理(li)器(qi)電(dian)路(lu)中(zhong)
，有(you)兩(liang)個(ge)不(bu)同(tong)的(de)振(zhen)蕩(dang)器(qi)交(jiao)叉(cha)檢(jian)查(zha)它(ta)們(men)的(de)行(xing)為(wei)
，每(mei)個(ge)處(chu)理(li)器(qi)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)時(shi)鍾(zhong)檢(jian)查(zha)另(ling)外(wai)一(yi)個(ge)是(shi)否(fou)運(yun)行(xing)。如(ru)果(guo)在(zai)一(yi)個(ge)確(que)定(ding)的(de)周(zhou)期(qi)裏(li)
，檢(jian)測(ce)到(dao)對(dui)方(fang)沒(mei)有(you)運(yun)行(xing)，CPU就會進入安全狀態。固件每秒鍾會檢查兩個振蕩器的精度。

監視時鍾：一個硬件和一個固件的監視時鍾檢查PLC的活動和執行用戶邏輯的執行時間。這和常規的PLC係統是相同的。

序列檢查：序列檢查監視CPU操作係統不同部分的執行。

存儲器檢查：所有靜態存儲器區，包括Flash存儲器和RAM


，使用循環冗餘碼（CRC）進行檢測，並且雙碼執行。動態存儲器區由雙碼執行保護，周期性進行檢測。在冷啟動時，這些檢測重新進行初始化。

從上麵的分析可以看出，安全PLC的診斷和檢測比常規的PLC的檢測要多很多

，所以相對來說
，硬件和軟件的設計更複雜。當然
，檢測和診斷的範圍也更廣範，更細致。

2.    相異

安全PLC通(tong)常(chang)都(dou)有(you)兩(liang)個(ge)處(chu)理(li)器(qi)，通(tong)常(chang)處(chu)理(li)器(qi)是(shi)由(you)兩(liang)個(ge)不(bu)同(tong)廠(chang)家(jia)進(jin)行(xing)的(de)提(ti)供(gong)，比(bi)如(ru)一(yi)個(ge)摩(mo)托(tuo)羅(luo)拉(la)，一(yi)個(ge)因(yin)特(te)爾(er)，同(tong)時(shi)進(jin)行(xing)解(jie)碼(ma)和(he)執(zhi)行(xing)。這(zhe)種(zhong)差(cha)異(yi)性(xing)提(ti)供(gong)了(le)失(shi)效(xiao)檢(jian)測(ce)的(de)下(xia)列(lie)優(you)點(dian)：

1.    兩個可執行碼獨自生成
，編譯的差異性使得在代碼生成時，容易檢測係統失效。

2.    兩個生成碼由不同的處理器執行
，因此，CPU能夠在代碼執行時
，檢測出係統失效和PLC的隨機失效。

3.    兩個獨立的存儲器區用於兩個處理器
，因此，CPU能夠檢測出RAM的隨機失效，而這在每個掃描周期的全部RAM檢查時測不出來。

3.    自檢測

安全PLC的自檢測體現在方方麵麵，包含CPU處理的自檢測，電源監視的自檢測
，安全輸入輸出點的電路板狀況自檢測。

在此我們介紹一下安全輸入輸出的設計是如何體現了自檢測這一安全理念設計。

安全數字量輸入

黃色部分是安全輸入點所具備的特有電路設計，普通輸入點是沒有的。

內部診斷：每個輸入通道使用一個公共輸入電路和2個獨立獲取鏈路，每個微處理器驅動一個數字輸入串行器（DIS）來實現對輸入信息的采樣。另外
，微處理器還驅動一個數字輸入還原器（DID）

，再驅動診斷功能塊進行診斷，實現還原數據與輸入數據的同步比較。

輸入通道錯誤檢測：數字量輸入監視現場側電源，利用外部接線來進行漏電流的檢測，最小的漏電流是1mA
，如果沒有漏電流
，就代表外部電路出現開路故障，在幹接點的情況下
，在接點兩端並聯一個10k歐的上拉電阻，用於外部線路的斷線檢測。每個輸入電路都配置了開關，周期地強製為1或0，用於檢測電路是否健康。每個輸入電路獨立進行檢測，如果發現問題就對診斷位置1，聲明通道處於非健康狀態。

安全數字量輸出

黃色部分是安全輸入點所具備的特有電路設計
，普通輸入點是沒有的。

內部診斷：為了檢查開關是否能夠斷開與閉合，要在輸出模塊（在模塊內部電路，插入周期性的診斷循環）進行一個脈衝測試。

診斷序列包括：

更改開關命令，這個時間非常短
，不會影響執行器
，最大不超過1ms；核實測試結果，並且恢複正確的開關命令。

電源監視：每個輸出電路包括兩個串聯的開關
，有兩個處理器分別進行控製。第一個微處理器使用數字量輸出還原器（DOD）驅qu動dong它ta的de開kai關guan，而er第di二er個ge微wei處chu理li器qi則ze在zai還hai原yuan器qi之zhi後hou驅qu動dong它ta的de開kai關guan。在zai每mei個ge周zhou期qi裏li，兩liang個ge微wei處chu理li器qi係xi統tong的de中zhong點dian電dian壓ya要yao與yu一yi個ge閥fa值zhi進jin行xing比bi較jiao，然ran後hou還hai要yao交jiao換huan它ta們men的de如ru果guo，評ping估gu中zhong點dian的de狀zhuang態tai
，診zhen斷duan開kai關guan的de狀zhuang態tai。如ru果guo在zai一yi個ge通tong道dao中zhong檢jian查zha到dao出chu錯cuo的de行xing為wei，那na麼me立li即ji停ting機ji，並bing且qie設she置zhi診zhen斷duan位wei
，通tong知zhiCPU，CPU中會有故障信息體現。

綜上所述，希望大家對安全PLC和普通PLC的de區qu別bie有you了le一yi個ge更geng進jin一yi步bu的de認ren識shi
，也ye通tong過guo上shang麵mian的de介jie紹shao，了le解jie到dao安an全quan產chan品pin設she計ji的de三san個ge重zhong要yao理li念nian。在zai未wei來lai使shi用yong安an全quan相xiang關guan產chan品pin的de時shi候hou，能neng夠gou結jie合he今jin天tian分fen享xiang的de內nei容rong來lai認ren識shi這zhe些xie安an全quan產chan品pin
，通tong過guo它ta們men的de設she計ji
，區qu別bie於yu標biao準zhun控kong製zhi產chan品pin。

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