安全网络准备好了吗?

几十年来，工业网络已经在制造应用中取代了硬布线，但直到最近，安全应用要么仍然是硬布线，要么已经由特殊认证的安全网络处理。这一切都在几年前发生了改变，几个常见网络的安全版本获得了安全认证。现在以太网已经渗透到许多应用程序的设备级别，工业以太网的安全版本现在已经可用或正在开发中。

Communication technology using standard industrial networking protocols is not adequate to achieve the required levels of reliability to satisfy safety standards according to the International Electrotechnical Commission’s IEC 61508, the international standard for functional safety using programmable electronic safety systems, as well as related standards IEC 62061 and ISO 13849. Messages communicated over standard networks can get lost, become corrupted or delivered out of sequence. To ensure data integrity to meet safety requirements, safety networks add additional data checks at the application layer that monitor watchdog timers, check telegram numbering, verify sequencing and signatures, and perform additional data consistency checks.

Pilz开发的SafetyBus p (www.pilzusa.com)，可能是“原始的”安全总线，但它不再是唯一可用的解决方案。Profibus、DeviceNet、Ethernet PowerLink和as -i现在提供其网络的安全版本，使用增强协议满足安全风险要求，达到IEC 61508中定义的安全完整性级别3 (SIL 3)。工业网络的安全版本标志着一个新时代的开始，在这个时代中，单个总线现在可以处理标准和安全相关的消息。

随着设备级别的越来越多的工业以太网，若干网络组织已经移植，或者正在移植到其工业以太网解决方案的网络安全。

Profibus International（www.profibus.com)在1999年引入了Profisafe，一个用于Profibus的TÜV-certified安全应用概要文件，并且最近获得了与profinet (Profibus的以太网实现)一起使用的额外认证。Profisafe设计用于所有可能的Profibus和Profinet架构，包括从一个网络到另一个网络的无缝桥接。大众汽车公司最近成功地利用西门子(www.siemens.com)安全可编程逻辑控制器通过Profisafe在Profinet上通信，以及Profibus上的其他安全装置。

开放设备网供应商协会(ODVA，www.odva.org)是DeviceNet、ControlNet和EtherNet/IP背后的工业联盟，在2002年开发了DeviceNet Safety。在2005年初，ODVA发布了“CIP安全”规范，其中包括对通用工业协议(CIP)的功能安全扩展。CIP解决方案的美妙之处在于，所有三个ODVA网络都使用相同的CIP层，这意味着通常为CIP开发的应用程序可以在这三个网络中的任何一个上部署，所需的工作量相对较小。

“EPLsafety”是一种基于以太网的替代安全解决方案，它为以太网Powerlink (EPL)增加了功能安全性。EPL的规范是由奥地利供应商B&R自动化(www.br-automation.com)，然后移交给一个独立的财团。EPLsafety保持TCP/IP堆栈的完整性，同时为高端运动控制提供微调的实时性能。

对于具有现有传统网络系统的用户，AS-i在工作中的安全可能是可行的替代方案，用于添加低级安全组件，例如通过网关向现有网络添加紧急停止和位置切换。除了作为低成本解决方案，还完成了工作解决方案的AS-I安全。

用户应该仔细观察安全工业网络的开发和认证，因为这些可以降低硬件成本，增加机器灵活性和提高整体生产力。

大卫W. Humphrey，dhumphrey@arcweb.com.，是Arc咨询集团Inc.的高级分析师，在Dedham，Mass。