安全集成过程自动化工厂自动化控制器CPU414H课件

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1、Automation and DrivesProfinet in future源自西门子源自西门子完整的现场级完整的现场级Safety安全解决方案安全解决方案自动化与驱动部自动化与驱动部 故障安全产品经理故障安全产品经理 李佳李佳Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 2 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated安全工程的目标安全工程的目标安全是

2、要求规避如下风险安全是要求规避如下风险人身人身机器及设备机器及设备过程过程环境环境必要条件必要条件以上各类情况，需要在危险发生之前对其进行保护以上各类情况，需要在危险发生之前对其进行保护Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 3 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated面向安全的应用应建立在安全集成技术的基础之上面向安全的应用应建立在安全集成技术

3、的基础之上无论您的安全要求是简单或是复杂，无论您的安全要求是简单或是复杂，我们都能向您提供符合世界标准的工业安全理念。我们都能向您提供符合世界标准的工业安全理念。n缆线缆线n起重平台起重平台n娱乐设施娱乐设施n传输装置传输装置n.n高炉控制系统高炉控制系统n石油工业石油工业n化工化工n.n物料输送物料输送n冲压机冲压机n加工处理设备加工处理设备n机床机床n.制造工业制造工业过程工业过程工业公共交通公共交通/运输运输/传送传送必要条件必要条件Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 4 Siem

4、ens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated功能性安全是安全生产的一个方面，它倚赖安全控制系统的正确的执行安功能性安全是安全生产的一个方面，它倚赖安全控制系统的正确的执行安全功能。全功能。Safety 故障安全要求避免所有风险故障安全要求避免所有风险必要条件必要条件Safety 安全标准可以避免下列风险安全标准可以避免下列风险.电磁波动热源有害物质功能失效功能失效带来的风险带来的风险Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条

5、件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 5 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated和和.以及所有自动化设备相关的必要组件以及所有自动化设备相关的必要组件人人设备设备 功能性安全所保护的对象功能性安全所保护的对象.必要条件必要条件Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 6 Siemens AG 2005 -Subject

6、 to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated降低风险降低风险风险分析风险分析改变设备或工艺过程的设计改变设备或工艺过程的设计采用其他方法降低风险采用其他方法降低风险可接受的风险可接受的风险对于人身，过程对于人身，过程，以及设备的潜，以及设备的潜在风险在风险安全系统安全系统什么风险什么风险?避免什么避免什么?为什么为什么?采用方式采用方式?“0 风险风险”的实现的实现技术工具的风险技术工具的风险必要条件必要条件Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成

7、安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 7 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated安全等级安全等级安全的有效性要求安全的有效性要求(安全性能安全性能)根据相关风险进行了分级。根据相关风险进行了分级。该分级遵循该分级遵循 SIL 和相关行规的分类方法。和相关行规的分类方法。nSIL(Safety Integrity Level)/PL(Performance Level)n独立解决n根据风险的大小进行清晰的分类Performance l

8、evel(PL)每小时产生危险故障的平均概率每小时产生危险故障的平均概率 1/hSIL EN 61508-1(IEC 61508-1)a 10-5 to 10-4无特殊无特殊safety 安全要求安全要求b 3 x 10-6 to 10-51c 10-6 to 3 x 10-61d 10-7 to 10-62e 10-8 to 10-73SIL 和和 PL 可以进行共同的参考可以进行共同的参考必要条件必要条件Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 8 Siemens AG 2005 -Sub

9、ject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated应用的规定和标准应符合当地系统安装和设备的安全要求。在相关应用中，所应用的规定和标准应符合当地系统安装和设备的安全要求。在相关应用中，所有的国家应遵守相同的基本原则。欧洲的相关标准和规定也适用于世界领域。有的国家应遵守相同的基本原则。欧洲的相关标准和规定也适用于世界领域。美国美国USA:UL,ANSI欧洲欧洲IEC,EN日本日本:JIS国际安全标准国际安全标准 必要条件必要条件Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成

10、必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 9 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated标准和认证标准和认证面向安全的组件需要满足相面向安全的组件需要满足相关的安全标准：关的安全标准：nIEC 61508(up to SIL 3)nEN 954(up to category 4)nNFPA 79-2002nNFPA 85必要条件必要条件Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安

11、全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 10 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated西门子的安全集成n统一的工程统一的工程n实际操作实际操作n开放的系统开放的系统纪录纪录评估评估响应响应安全控制器安全控制器 安全型安全型驱动驱动 安全传感器安全传感器 安全开关安全开关 光栅光幕雷达扫描PLC分布式 I/O总线系统Safe drives安全开关位置开关安全监控急停按钮安全分析及评估培训安全集成工程安全集成工程应用应用Automat

12、ion and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 11 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated提供面向安全的提供面向安全的 n通讯通讯n光电传感器光电传感器 n开关开关n 控制器控制器n 运动控制系统运动控制系统 n 驱动装置驱动装置安全集成系统安全集成系统应用应用Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器

13、安全型开关设备控制器2005,page 12 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated安全集成安全集成系统的安全解决方案系统的安全解决方案安全集成提供最大化的安全解决方案从传感器通过评估到设备或系统的安全安全集成提供最大化的安全解决方案从传感器通过评估到设备或系统的安全控制系统。控制系统。安全集成安全集成Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 1

14、3 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated安全型传感器安全型传感器:SIMATIC FS400 光栅，光幕及发射器光栅，光幕及发射器Type 2/4 光栅符合光栅符合 IEC/EN 61496-1,-2 以及以及 cat.2/4 符合符合 EN 954-1 EU type-tested无需接触可激活无需接触可激活 功能功能:n启动启动/重启停止重启停止n消隐消隐光栅及光幕光栅及光幕 3RG784n光保护设备光保护设备 n安全的危险区域和访问保护安

15、全的危险区域和访问保护 n无机械保护设备，因此提供更便捷的操作和维护n开放的系统设计允许更灵活的工作流程(如:改变生产或当生产流程中出现干扰时)n高可用性，免予维护n热插拔技术和总线连接技术易于快速简便安装n评估选项可以被直接集成至光栅中n减弱减弱n循环控制循环控制安全型传感器安全型传感器Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 14 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Saf

16、ety Integrated检测检测命令和信号命令和信号监控和评估监控和评估启动启动/安全切换安全切换SIRIUS 安全集成安全集成独立的安全设备满足高等级的安全要求独立的安全设备满足高等级的安全要求安全型开关安全型开关ASIsafe:快速的安装，简便的参数化快速的安装，简便的参数化SIMATICLight curtainSIRIUSPosition switch3SB 2/3E-stop3SB3ASIsafeModulSignal column8WDASIsafe enhanced Safety monitorSIRIUSContactorsMotor 1Automation and Dri

17、vesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 15 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety IntegratedSIMATIC Safety 安全集成安全集成 过程自动化过程自动化工厂自动化工厂自动化控制器控制器n CPU 414Hn CPU 417H工程工具工程工具n CFCn Safety Matrix控制器控制器对于对于 PROFIBUSnET 200S F-CPU nCPU 315F/317F-2D

18、PnCPU 416F-2对于对于PROFINETnCPU 315/317F-2PN/DPnCPU 416F/CP443-1ADV工程工具工程工具n FBD,LADPROFIBUS 带有带有 PROFIsafe 行规行规执行器执行器传感器传感器ET 200MET 200eco ET 200S ET 200pro*)ET 200S ET 200pro*)For Factory AutomationPROFINET 带有带有 PROFIsafe 行规行规控制器控制器Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,p

19、age 16 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated创新创新从传统的解决方案到故障安全型从传统的解决方案到故障安全型 PLC 创新创新:标准系统和安全系统合二为标准系统和安全系统合二为 一一早先的解决方案早先的解决方案:标准系统和安全系统相互独标准系统和安全系统相互独立立 Emer-gency stopStandard PLCStandardI/OFail-safePLCPROFIBUSFail-safeI/OEmergency stopFail

20、-safeI/OFail-safe-I/OEmer-gency stopSafety busEmergency stopStandard&fail-safe I/OEmergency stopEmergency stopFail-safeSIMATICPROFINET or PROFIBUS with PROFIsafe profile控制器控制器Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 17 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior n

21、oticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated面向安全的通讯面向安全的通讯通过基于通过基于PROFIBUS&PROFINET的的 PROFIsafe协议协议通过通过PROFIsafe满足面向安全的通讯满足面向安全的通讯它是第一个满足它是第一个满足IEC 61508 的安全通讯标准。的安全通讯标准。PROFIsafe 协议支持安全通讯，它是基于协议支持安全通讯，它是基于 PROFIBUS 和和 PROFINET 开放的标准总线的。开放的标准总线的。PROFIsafe 协议统计可能出现的错误如：错误的地质，延迟以及协议统计可能出现的错误如：错误的地质，延迟

22、以及由于下列情况引起的数据丢失由于下列情况引起的数据丢失n大量连续的大量连续的PROFIsafe 数据数据n时间监控时间监控n地址影响的监控准确性地址影响的监控准确性n附加的附加的CRC 安全校验安全校验“Black channelPROFIBUS DPPROFINET IOStandard dataSafety-oriented dataPROFIBUSPROFINETorPROFIsafelayerStandardBUS protocolStandard dataSafety-oriented dataPROFIsafelayerStandardBUS protocolPROFIsafe

23、通过一条物理总线支持标准和故障安全通讯通过一条物理总线支持标准和故障安全通讯控制器控制器Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 18 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated安全集成安全集成 趋势趋势(1)世界范围内各种工业安全需求的解决方案，以及满足日新月异的世界范围内各种工业安全需求的解决方案，以及满足日新月异的创新要求。创新要求。从独立的解

24、决方案到系统范围的完整解决方案。从独立的解决方案到系统范围的完整解决方案。n编程和组态软件不仅可以用于安全系统，也可以同时将系统中的标准编程和组态软件不仅可以用于安全系统，也可以同时将系统中的标准组件整合在一起。组件整合在一起。满足安全集成的要求是自动化的重要一步。满足安全集成的要求是自动化的重要一步。n安全信号可以有效的节省潜在的成本。安全信号可以有效的节省潜在的成本。n安全的自动化和安全驱动技术相结合。安全的自动化和安全驱动技术相结合。所有应用和案例提供了明证：安全集成不仅可以满足工业生产的安全要求，而且所有应用和案例提供了明证：安全集成不仅可以满足工业生产的安全要求，而且可以减少成本，并

25、有极大的系统灵活性。可以减少成本，并有极大的系统灵活性。趋势及用户收益趋势及用户收益Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 19 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated安全集成安全集成 趋势趋势(2)所有应用和案例提供了明证：安全集成不仅可以满足工业生产的安全要求，而且所有应用和案例提供了明证：安全集成不仅可以满足工业生产的安全要求，而且可以减

26、少成本，并有极大的系统灵活性。可以减少成本，并有极大的系统灵活性。趋势及用户收益趋势及用户收益电子和计算机技术在安全工艺中应用的增多使得更新更复杂的功电子和计算机技术在安全工艺中应用的增多使得更新更复杂的功能成为可能，例如：能成为可能，例如：状态状态-独立独立 加锁加锁速度限制速度限制位置限制位置限制控制器关闭控制器关闭控制器停止控制器停止以及随之而生的新的安全性概念以及随之而生的新的安全性概念Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 20 Siemens AG 2005 -Subject t

27、o change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated安全集成安全集成 用户收益用户收益(1)一个合作伙伴可提供所有一个合作伙伴可提供所有n咨询，产品，系统，解决方案和服务咨询，产品，系统，解决方案和服务 n安全工艺和标准自动控制集成在一个完整的系统中安全工艺和标准自动控制集成在一个完整的系统中n简化的硬件需求结合更快速的安装和运转实现成本的降低简化的硬件需求结合更快速的安装和运转实现成本的降低.n应用标准软件实现使工程更高效应用标准软件实现使工程更高效 n提供快速有效的诊断功提供快速有效的诊断功.n面向安全，符

28、合标准的现场总线系统面向安全，符合标准的现场总线系统 趋势及用户收益趋势及用户收益Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 21 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated安全集成安全集成 用户收益用户收益(2)易于掌握易于掌握n快速掌握安全相关功能快速掌握安全相关功能 n操作人员易于接受操作人员易于接受 标准的一致标准的一致n所有产品符合相关标准，

29、并能够使包含该产品的设备和系统符合这些所有产品符合相关标准，并能够使包含该产品的设备和系统符合这些标准。标准。n较早根据标准设计的产品可以完全符合认证委员会的要求。较早根据标准设计的产品可以完全符合认证委员会的要求。智能安全工程智能安全工程n将易于使用的设备集成到工作流程中。将易于使用的设备集成到工作流程中。趋势及用户收益趋势及用户收益Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 22 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticeP

30、ROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated服务与支持服务与支持支持支持:n分布广泛的技术支持人员分布广泛的技术支持人员n24 小时热线小时热线服务服务:n风险分析与评估风险分析与评估n应用中心应用中心 n认证的安全合作伙伴认证的安全合作伙伴培训培训nSitrain的产品和应用培训的产品和应用培训n标准培训标准培训服务服务Automation and DrivesSafety 安全集成安全集成必要条件应用安全集成安全型传感器安全型开关设备控制器2005,page 23 Siemens AG 2005 -Subject to change without prior noticePROFISAFE安全通讯趋势及用户收益服务Safety Integrated安全集成的相关信息安全集成的相关信息样本样本nE20001-A150-M103-V1系统手册系统手册n6ZB5 000-0AA01-0BA1功能实例功能实例n6ZB5 310-0MK01-0BA0Internetnwww.siemens.de/safety服务服务Automation and Drivesafety 安全集成源自西门子源自西门子完整的现场级安全解决方案完整的现场级安全解决方案S