基于工业物联网的互联企业如何做好机器安全

（文章来源：国际工业自动化网）

真正互联的企业可在组织内的各个平台和设备之间实现实时控制。基于工业物联网 (IIoT) 的互联企业可以让用户在在正确的时间以正确的格式访问正确的信息。使用平板电脑的维护工程师可以利用生产线或机器上的位置信标，查询精确位置的具体安全设备，在接近每个区域时动态接收数据，而无需手动请求。

同理，运营经理可以使用同一平板电脑上的同一软件和相同位置信标，接收适用于他们的凭证的信息。使用这些核心工具和技术有助于基于员工的职能或工作提供满足个人需求的实境化信息。凭借与机器和设备的信息化连接，制造商可以对他们的运营有更全面的了解。

EtherNet/IP 网络使用开放式行业标准网络技术提供全厂网络系统。将电机启动器和传感器等高端输入设备与控制器和人机界面 (HMI) 连接后，该系统即可向整个企业提供实时控制和信息。对于设备不支持 EtherNet/IP 功能的情况，特别是那些简单的安全输入设备和组件(例如紧急停止、互锁开关和基本保护锁开关)，现在制造商可以利用更新的智能设备级链接技术——罗韦尔自动化的 GuardLink 协议，将具体设备信息反馈给主控制器。

GuardLink 是一种基于安全的通信协议，可在干线和支线拓扑中进行标准布线，支持即插即用连接。在大幅减少接线的同时，可以提供设备位置，并通过一条电缆实现诊断、远程复位和锁定命令，借此通过网络向系统提供信息。无需进行任何配置，可在最长 1000 米的范围内连接多达 32 台设备(设备间的最长距离为 30 米)。

传统的安全解决方案通常以串联方式进行硬接线。因此，在操作中，用户可能无法区分各个设备的需求;如果一个组件出现故障，用户也只知道串联连接中某个位置的组件出现问题。与各个组件进行单独连接需要进行大量的接线，并且会引入更多的潜在故障点，从而可能导致不必要的意外停车。这样还会增加机器制造商的成本。

另一方面，借助 GuardLink，机器制造商和最终用户可以保持设备串联连接，但仍然可以获取每台设备的详细诊断。凭借采用 GuardLink 链接技术的智能安全组件，用户可以访问状态信息，改善机械的运行状况。

例如，安全继电器执行安全系统的检查和监视，可允许机器启动，也可以执行命令使机器停机或控制安全相关功能。支持 GuardLink 的继电器可以实现安全系统所需的大部分功能。它还可有助于简化采购和部件管理，因为该继电器具有适用于 Studio 5000 Logix Designer 工程环境的自定义配置文件，从而方便用户访问继电器和 GuardLink 设备数据。该产品专为满足 ISO 13849-1、IEC 62061 等功能安全标准而设计，提供的关键功能可帮助简化安装并降低系统复杂程度。

支持 GuardLink 的连接分接头(也称为智能分接头)可充当安全输入设备(包括输出信号开关设备 (OSSD) 和机电安全开关 (EMSS) 输入)的适配器，可连接到 GuardLink 系统，同时向 Guardmaster 安全继电器提供设备位置、状态和辅助信息。通过连接分接头和标准四芯布线将所有安全设备连接到安全继电器相连后，即可实现系统状态可视化，甚至可查看各个防护门和急停开关的状态。

如果急停开关或互锁开关有动作，对应的各安全信号将发送到安全继电器。继电器彼此之间通过光缆连接，无需接线即可实现相互通信。然后，信息将通过 Guardmaster 安全继电器使用的 EtherNet/IP 网络接口在整个互联企业进行无缝通信。

在本地，操作员会到故障通知，并准确了解故障位置，而不用手动检查机器或线路上的所有设备。这样他们可以在出现小问题时自己修复问题，或联系维护人员处理重大故障。最后，GuardLink 不仅可以通过实时诊断通信最大程度地缩短停车时间，还可以让制造商了解生产流程并进行改进。

减少机器交互次数并缩短交互时长可以提升安全性和生产率。设计周密的系统采用与 HMI 连接的智能安全控制器后，可尽可能降低故障查找任务的难度。完善的现代化安全系统能够进行自检，因此故障不会累积，从而避免安全功能丧失和其他潜在危险。事故发生的原因往往是组件故障或旁路未被察觉等一连串小事件的累积，而非一次大型故障的后果。通过采用安全可编程逻辑控制器 (PLC)，系统即可将生产过程和安全逻辑整合在一起。

罗克韦尔自动化所开发的可扩展安全解决方案采用智能安全设备，借助此类解决方案，制造商和安全专业人员将实现安全监视和管理方式的转型。将 GuardLink 系统和 EtherNet/IP 作为通信桥梁，制造商即可增强机器制造过程的可视性，可更有效地管理海量的复杂数据。

对于想要实现和支持智能制造和运营的机器制造商而言，要满足工业制造安全要求，将需要以下元素。正确的产品：全新的智能安全设计和设备可以减少布线、将设计成本并缩短意外停车时间。全面的可扩展机器安全产品组合可帮助企业提升机器安全性和生产率。

正确的工具：集成系统设计工具和设计环境具备更多特性和功能，可帮助工程师应对日趋严苛的市场需求，提升整个自动化系统的整体生产率和安全性。正确的人员：遵守安全标准以降低受伤风险并提高生产率，需要对自动化和安全均有所了解的人员提供支持和相应专业知识。与他们协作时，制造商可为员工提供关于安全要求和合规性的培训及教育，从而确保更好、更安全的工作环境。

随着全球安全标准和技术的发展，制造安全已成为优化生产的一种强大工具。现代技术有助于提高工人安全并简化编程和启动。GuardLink 安全系统可带来多种优势，不仅可以降低工程和设计需求，还可在数据容量和投资回报率方面提供优势。

事实上，一流企业一致认为，部署智能集成安全解决方案不仅有助于确保员工安全，还可以提升制造生产率，从而直接影响最终收益。无论是从安全系统的角度，还是联网功能的角度，现在都正是制造商紧跟技术快速发展步伐的好时机。