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言歸正傳，以下我們將從如下3個(gè)方面來(lái)跟大家詳細(xì)介紹一下“安全串聯(lián)”系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。
背景
1 DC-故障診斷覆蓋率
如下圖所示，DC（Diagnostic coverage），即診斷覆蓋率，是影響安全等級(jí)的主要因素之一。用于衡量診斷有效性，確定了能識(shí)別到的危險(xiǎn)故障（故障率）與系統(tǒng)總體危險(xiǎn)故障（故障率）之間的比例。
根據(jù)不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和檢測(cè)手段，DC可參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行量化，最終形成無(wú)—低—中等—高四個(gè)等級(jí)，來(lái)參與最終安全等級(jí)的計(jì)算和評(píng)估。
2 故障掩蔽
EN ISO 14119 標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)報(bào)告 ISO TR 24119 規(guī)定了對(duì)位置開(kāi)關(guān)邏輯串聯(lián)的要求（下文簡(jiǎn)稱(chēng)為安全開(kāi)關(guān)）。
在傳統(tǒng)的安全開(kāi)關(guān)串聯(lián)（即簡(jiǎn)單地將觸點(diǎn)手拉手串聯(lián)）中，潛在的“故障掩蔽”風(fēng)險(xiǎn)限制了可達(dá)到的性能等級(jí)，使得在某些應(yīng)用中無(wú)法實(shí)現(xiàn)此類(lèi)串聯(lián)。
簡(jiǎn)而言之，帶有無(wú)電勢(shì)觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)（例如安全門(mén)開(kāi)關(guān)，安全門(mén)鎖，非接觸式安全開(kāi)關(guān)，急停按鈕等）串聯(lián)時(shí)可能出現(xiàn)故障掩蔽。控制單元（安全繼電器或者安全PLC）僅評(píng)估完整串聯(lián)的信號(hào)，因此可能妨礙故障識(shí)別。
也就是說(shuō)當(dāng)串聯(lián)在一起的多個(gè)傳感器中的一個(gè)發(fā)生故障（如短路或交叉電路）時(shí)，沒(méi)有及時(shí)被控制單元診斷出來(lái)，最終造成安全功能失效。
如需詳細(xì)了解具體的“故障掩蔽”細(xì)節(jié)，可參考如下實(shí)例說(shuō)明：
故障掩蔽過(guò)程示例
�、� 初始故障出現(xiàn)（例如安全開(kāi)關(guān)2上因?yàn)殡娎|損壞而出現(xiàn)短路）。
�、� 損壞的安全開(kāi)關(guān)被激活（安全門(mén)2、1打開(kāi)并重新關(guān)閉），評(píng)價(jià)單元識(shí)別到一個(gè)差異，因此關(guān)閉并進(jìn)入鎖定模式（無(wú)法復(fù)位）。
�、� 在查找故障時(shí)操作了另一個(gè)安全開(kāi)關(guān)（安全門(mén)3、1被打開(kāi)，然后重新關(guān)閉）。由于此安全開(kāi)關(guān)上沒(méi)有故障，因此兩個(gè)通道同步關(guān)閉。不再存在差異。
�、� 滿(mǎn)足評(píng)價(jià)單元的輸入要求：復(fù)位評(píng)價(jià)單元，從而掩蔽初始故障。
�、� 復(fù)位評(píng)價(jià)單元使危險(xiǎn)機(jī)器功能可以繼續(xù)運(yùn)行，但故障仍然存在。
�、� 另一個(gè)通道的另一個(gè)故障（例如因?yàn)閷?dǎo)線(xiàn)的進(jìn)一步損壞）會(huì)導(dǎo)致安全功能失效（例如在打開(kāi)安全門(mén)2、1) 時(shí)，評(píng)價(jià)單元可能無(wú)法發(fā)出停止指令）。
傳統(tǒng)串聯(lián)造成的風(fēng)險(xiǎn)
如下表，可以看出，隨著串聯(lián)的安全傳感器以及操作頻次的變化，DC-診斷覆蓋率會(huì)發(fā)生降低：
如下表是安全等級(jí)相關(guān)的因素之間的關(guān)系，可以發(fā)現(xiàn)隨著DC-診斷覆蓋率的降低，系統(tǒng)能達(dá)到的安全等級(jí)也會(huì)降低：
實(shí)現(xiàn)方式
考慮前述說(shuō)明，傳統(tǒng)串聯(lián)方法存在重大缺陷，會(huì)帶來(lái)安全等級(jí)的降低，同時(shí)有限的診斷功能會(huì)導(dǎo)致不必要的停工期和較高的維護(hù)和維修成本。
然而來(lái)自SICK的Flexi Loop結(jié)束了這一切：
節(jié)省成本、支持診斷、安全可靠——Flexi Loop 是在一臺(tái)機(jī)器中串聯(lián)安全開(kāi)關(guān)和其它安全傳感器的出色解決方案。
要實(shí)現(xiàn)上述安全串聯(lián)主要有2種方式：
針對(duì)復(fù)雜應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)豐富的邏輯控制和診斷信息
例如，采用安全控制器 Flexi Soft或Flexi Compact，配套相關(guān)Loop節(jié)點(diǎn)，可通過(guò)直觀，自由的軟件進(jìn)行設(shè)置和程序編輯，實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜的邏輯控制和應(yīng)用功能。
針對(duì)不同的傳感器類(lèi)型配套不同的Loop節(jié)點(diǎn)，而且兼容不同廠家的傳感器類(lèi)型，大大擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。
(安全串聯(lián)系統(tǒng))
�。ǜ黝�(lèi)Loop節(jié)點(diǎn)）
針對(duì)簡(jiǎn)單的安全串聯(lián)應(yīng)用，保證一定的安全功能和安全等級(jí)
例如，采用RLY3-LOOP1/UE410類(lèi)安全繼電器與Flexi Loop節(jié)點(diǎn)相結(jié)合，是一種用于安全傳感器級(jí)聯(lián)，最多32個(gè)傳感器、經(jīng)濟(jì)且無(wú)需軟件的解決方案。
通過(guò)獨(dú)立監(jiān)控，可以在不降低安全等級(jí)的情況下達(dá)到性能等級(jí)PLe(SIL3)。相對(duì)于單獨(dú)布線(xiàn)，明顯減少了安裝，調(diào)試等成本。
（Rely安全繼電器）
典型案例
如下圖所示，為一臺(tái)自動(dòng)化涂布機(jī)，該設(shè)備結(jié)構(gòu)龐大，分布2層，涉及多個(gè)工藝流程，但需要集中控制，在每個(gè)機(jī)臺(tái)均配置了相關(guān)的安全類(lèi)產(chǎn)品，例如：安全光幕，安全門(mén)開(kāi)關(guān)，緊急停止等等。
通過(guò)SICK 的安全串聯(lián)解決方案：Flexi Soft/Flexi Compact配套Loop節(jié)點(diǎn)，有效地實(shí)現(xiàn)了客戶(hù)的應(yīng)用端需求。
系統(tǒng)局部配置
采用的產(chǎn)品
Flexi Soft主模塊，IO模塊及通訊模塊，F(xiàn)lexi Compact控制器，安全光幕（C4RD，C4C類(lèi)），各類(lèi)Flexi loop節(jié)點(diǎn)，安全門(mén)開(kāi)關(guān)（RE13，STR1等），安全光電L41等。
客戶(hù)受益
借助Flexi Loop安全串聯(lián)，客戶(hù)輕松地將多個(gè)傳感器連接在一起，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，輕松高效地解決了這個(gè)問(wèn)題。
整個(gè)調(diào)試軟件系統(tǒng)易于部署和操作，由于模塊化設(shè)計(jì)和直觀的配置軟件，還節(jié)省了成本，而且可以使用相關(guān)模塊，例如可以選用非安全的模塊作為標(biāo)準(zhǔn)輸入或輸出。
基于高安全級(jí)別的產(chǎn)品應(yīng)用（特別是Flexi Loop的安全功能），它幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)了PLe Category 4，這是一些終端客戶(hù)高度重視的。
他們的主控制器還可以通過(guò)相關(guān)網(wǎng)關(guān)模塊獲取診斷或監(jiān)控信息，這使得控制連接和信息透明成為可能。
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