善用CIP Safety　讓嵌入系統控制及安全性系統並存

技術進步和產業標準變化的帶動下，要設計、實作和維護安全性及標準控制的單一系統平台，已經比過去要容易許多，而且更符合經濟效益。近年來的技術進步，讓工業設計人員在實作安全性系統時有更多的彈性，可協助降低成本並提高生產力。經濟因素─也就是把目標放在提高利潤，而又不會忽略安全性─則會驅動安全性系統進化，讓安全性系統從較舊的固線式(hardwired)解決方案發展成網路式系統，一直演變成為目前的整合式配置。

根據洛克威爾安全性系統、控制和視覺化部門行銷經理Tim Roback的說法，設計人員如愈能將控制系統的安全性功能和非安全性功能相整合，就愈能減少冗餘設備、提高生產力，並將成本降到最低。即使沒有個別的安全性控制器，整合式安全性系統也可以使用單一可程式軟體套件。如此可以免除撰寫和協調不同控制器上的多個程式，而且還能簡化應用的程式設計，並協助減少訓練和支援的成本。

此外，單一開發環境可減少重新開發支出高額費用的風險。例如，如果控制工程師需要將1條生產線擴充為3條，則僅需將必要的應用轉用到下1條即可。元件減少後，面板外殼也會變小，如此即可節省控制櫃及樓面空間所需的費用。

透過CIP Safety進行整合

Roback表示評估整合式安全性的另一個重要步驟，會在導入CIP Safety時發生。無縫通訊在過去幾乎是不可能的事情，因為單一網路無法整合式安全性與標準控制系統，而且資料也無法在工廠各層級的實體網路間進行無縫傳輸。這種情況在通用工業協定(CIP)出現後有了改變，工業網路的應用通訊協定獨立於實體網路。CIP通訊協定提供一組常在所有CIP網路(DeviceNet、ControlNet及EtherNet/IP)間使用的控制、設定、收集和共用服務。過去機台的某個部分出現安全性事件，可能會導致整個機台停機，因為標準系統對安全性事件的瞭解有限。

CIP Safety可以讓控制及安全性系統並存在相同的網路，並共用安全性及標準應用間的資料。這讓工程師可以針對讓機台進入安全狀態的區域執行區域控制，同時讓其他的區域可以繼續運作。整合式安全性及標準控制的系統和傳統的系統不同，能夠讓操作人員和維護人員透過機台或人機介面(HMI)看到所有的機台事件，包括安全性事件。

透過整合式系統提供的洞察力，工廠人員可以快速回應，以讓機台恢復全面生產。CIP Safety也可以將安裝在每個網路間昂貴且難以維護的閘道器數量減到最少。在開發安全網路之前，工程師通常必須使用較小的系統，或是將性能需求降到最低，因為要將互鎖及使用繼電器的安全性邏輯佈線配置到完整的自動化系統是件非常困難的工作。如今工程師可以將其裝置整合到常用的實體網路區段，並且讓安全性及標準資訊在裝置及控制器之間傳遞。

新一代的安全性控制

最近開發的整合式安全性需要利用通用控制平台的優勢，並將這些優勢延伸到更精巧的可擴充外形。這讓使用者在設計時擁有更多彈性，可以將整合式安全性功能運用到更多類型的應用，包括原本在購買過多或成本過高的大型控制器中運用的許多中階應用。Roback表示：「全新的Allen-Bradley Compact GuardLogix可程式自動化控制器(PAC)，可以執行所有機台的控制功能(包括變頻器、運動及高速序列控制)，並同步執行SIL 2及SIL 3安全性功能。」

整合式安全性也提供通用可程式環境的優勢， 有助於減少設計、設定、啟動及維護的時間與成本。有了同時管理安全性及標準功能的單一軟體程式，工程師就不再需要手動管理個別的標準及安全性記憶體，或是為隔離安全性的分割邏輯傷透腦筋。

更簡化的設計

這些設計生產力的優勢，讓全球包裝製造商Amcor將全新的整合式安全性解決方案在其澳洲Revesby的鋁罐生產工廠中實施。過去這間工廠的11個製罐機和修邊機，和個別的固線式安全性控制系統彼此互相連結。現在則是由11個單獨的整合式安全性控制器來管理這些機台。

EtherNet/IP連線提供機台間的互鎖， 並將整合式安全性控制器連結到工廠的監控與資料擷取(SCADA)系統。分散式輸入/輸出(I/O)和CIPSafety網路的組合，有助於減少站台安裝及佈線的時間。整合式開發環境讓工程師可以同時開發標準及安全性控制系統程式碼，如此可以節省許多開發的時間。

提升控制、一致性

全新的軟體工具，例如高完整性外掛指令(Add-On Instructions；AOI)甚至可以提供更精確且更有效的安全性系統設計。AOI會封裝可以預先驗證模組和可以輕易重複使用的程式碼。這麼做可以提升專案間的一致性、有助於簡化除錯和疑難排解的作業，並可將編碼錯誤的風險降到最低。

這些高完整性的AOI會利用簽名的功能來協助設計人員保護資料，讓資料不會遭到有意或無意的修改。簽名功能讓設計人員可以知道AOI定義是否遭到修改。在高度管制的產業中，這種修訂控制的功能，對於必須維持一致性以符合法規要求並保護智慧財產權的製造商來說非常重要。

整合式安全性在未來會有更多選擇，而且安全技術的應用會更靈活多變，可以滿足特定的需求。Roback表示：「因為安全性及標準元件會愈來愈緊密整合到控制系統的設計，所以安全性的落實將不再唱獨角戲，而可成為設計流程中同時自然進行的一部分。反過來說，這些創新將有助於讓勞工與機台更安全，同時還可以提高利潤。」