本文研究了构成安全 PLC 的基本品质、安全 PLC 与标准模型的区别以及安全 PLC 至关重要的原因。

可编程逻辑控制器（PLC）是自动化领域中非常常见的控制器类型。它们是许多不同自动化控制任务的基础，用于控制从鸡蛋码垛机到输送系统的一切。PLC 还广泛用于自动化电池安全系统。

自动化安全回顾

自动化安全系统依赖于自己的一套标准，并且通常需要位于自己的特定电路上，与自动化单元控制系统的其余部分分开。这意味着安全 PLC 需要自己独特的构造类型、安装指南和最佳实践。此外，安全 PLC 必须符合针对特定安全完整性等级 (SIL) 制定的准则，才能真正作为安全PLC 进行宣传。

安全 PLC 和标准 PLC 之间的差异

那么我们知道安全 PLC 和标准 PLC 之间存在差异，但是它们的主要区别是什么？

PLC 旨在执行进度逻辑，安全 PLC 和常规 PLC 都可用于执行制造工厂或自动化流程有效运行所需的许多不同任务。传统上，自动化安全是通过使用安全 I/O 设备、安全继电器和安全控制器在 PLC 基础设施之外开发的，但安全 PLC 以有效的方式将过程逻辑技术与安全结合起来。

图 1.标准 PLC 和安全 PLC 的外观和操作方式相似，但安全 PLC 包含更多冗余和安全特定功能，通常用明亮的颜色（红色或黄色）表示。图片由罗克韦尔自动化提供

安全 PLC 可以完成与传统 PLC 相同的任务并以相同的方式使用，但它们具有其他内置功能，使其与众不同。它们在构建时考虑到了冗余，以帮助防止故障。由于设备故障和故障永远无法 100% 避免，因此安全 PLC 具有可预测的故障模式，可减少发生故障时对系统的干扰程度。安全 PLC 还在输出和连接设备之间配备了安全电路，以确保在发生故障时提供额外保护。

为什么使用安全 PLC？

所以本质上，安全PLC只是内置了一些额外冗余的PLC。但是我们为什么要使用它们，它们应该在哪里使用，以及这些设备的好处是什么？

安全 PLC 比标准 PLC 更复杂，因此也更昂贵。该成本通常会被系统中使用它们所带来的好处和降低的电气复杂性所抵消。

由于安全 PLC 可以代替安全继电器，因此可以降低接线复杂性，同时减少时间、劳动力成本和接线柜尺寸。此外，使用安全 PLC，未来对系统的修改变得更加容易且成本更低，因为通常必须更改程序编辑。对于传统的安全系统，物理基础设施和布线需要进行改造，从而为未来的修改带来额外的劳动力成本。

图 2.该安全 PLC 符合 SIL 3 等级，并包含符合 IEC 61131 标准的安全等级编程对象块。图片由欧姆龙提供

安全细节

重要的是要知道安全 PLC 是目标应用的正确选择。是什么保证了这个PLC真的安全呢？有几个重要的区别可以让您对使用安全 PLC 所提供的安全级别充满信心。

安全 PLC 不需要任何专门的软件编程，但出于安全原因，它们可以与系统逻辑的其余部分隔离。一旦安全 PLC 及其编程经过测试和验证，PLC 中的编程就可以被锁定，以便未经授权的用户无法访问它。这有助于减少安全编程意外或恶意损坏的可能性。

何时使用安全 PLC

在许多情况下，当手头的任务更加复杂时，使用安全 PLC 代替安全继电器是有意义的。更复杂的任务可以更快地收回投入系统的时间和金钱。安全 PLC 可以通过减少必要的接线量来有效降低系统的复杂性。它们还可以通过简单的逻辑更改（而不是物理布线）来帮助加快电池未来可能需要的任何安全更改。

图 3.对于更简单、不太复杂的安全安装，像这样的安全控制器可能是实现电池适当安全控制的一种更具成本效益的方法。图片由维兰德安全公司提供

对于小型基站上的简单安全任务，安全 PLC 的额外成本可能没有意义。例如，在一个包含单个光幕和紧急停止装置而没有其他安全基础设施的简单单元中，与安全继电器或安全装置相比，添加安全 PLC 很可能会花费更多，并增加系统的复杂性接触器。在传统安全和安全 PLC 之间做出决定之前，应仔细评估每个应用。

安全 PLC 的安全性如何？

自动化和制造领域的传统安全系统依赖于安全继电器，这是一种众所周知且有效的确保系统安全的方法。相比之下，安全 PLC 相对较新，因此人们很自然地想知道它们到底有多“安全”。安全 PLC 必须全部遵循一套准则，以确保其使用安全。安全PLC在使用前通常经过第三方验证，并且必须满足不同的国际安全标准，然后才能以安全等级正式上市。

为了被视为安全 PLC，设备的SIL 编号必须为 3 或更高，以确保高水平的性能，这意味着它将检测到 99% 以上的所有潜在故障。为了确保安全 PLC 正常运行，必须通过将损坏的程序下载到其中来对每台安全 PLC 进行测试。这有助于确保它们在现实中经受此类测试时能够正确运行。此外，它们使用的硅必须来自不同批次，以减少冗余故障的机会。