隨著生產現代化的發(fā)展，危險源在生產現場星羅密布。本文綜述了安全控制器的產生背景及其優(yōu)缺點，且看安全控制器如何為“控制”和“安全”的整體解決方案做出貢獻。
隨著社會狀況的變化，以往一直依靠對操作人員進行安全教育的方式來確保生產現場的安全如今變得愈加困難。因此設備生產廠家在機器的設計階段，對安全方面的考慮就顯得非常重要。基于“人會出錯，機器會出故障”的安全概念，在危險的設備上應用安全控制系統(tǒng)，能夠有效減少勞動災害，確保制造現場的安全性和生產性。
生產性。根據控制元器件功能的高低及安全應用控制等級的復雜性，歐姆龍的安全應用控制器，從單輸入、單輸出應用到多輸入、多輸出的復雜安全回路構成應用，可以解決各種各樣的應用課題。下面就歐姆龍的安全控制器進行簡單的介紹：
安全繼電器單元
1.產生的背景
在電路設計中，如果使用單一的安全繼電器和安全元器件連接,可以達到按下急停按鈕輸出停止的功能。但是，要滿足如下安全電路的功能要求：
（1）當按下急停按鈕時機器不能重新起動。
（2）機器的安全回路發(fā)生故障時 ，及時切斷機器危險部件的電源。
（3）必須在安全回路確認后才能重新啟動機器（反饋回路和自動/手動復位）。
此時，如果使用安全繼電器設計電路會變得非常復雜。歐姆龍的安全繼電器單元（G9SA，G9SB，G9S）在這種背景下誕生了。
2. 特點
安全繼電器單元由三個安全繼電器組成，并通過內部接線執(zhí)行聯(lián)鎖和安全驗證功能，滿足EN954-1安全4級的要求。
3.安全繼電器單元(G9SA)安全回路樣例
優(yōu)點:
（1）已在取得安全認證的繼電器序列中建立回路。
缺點：
（1）建立具有相當數量輸入/輸出（I/O）的安全回路時較復雜。
（2）單元之間接線復雜，工時也隨之增加。
（3）不能通過編程方法進行電路設計。
靈活安全單元
1.產生的背景
隨著危險源頭日益增多，考慮到安全性和生產性，在生產現場需要使用緊急開關停下所有設備，而安全門開關和安全光幕僅使目標危險源停止運行。對于安全繼電器單元來說，若采用與連接，則繼電器電路數量日益增大,電路設計就越發(fā)困難。歐姆龍的靈活安全單元（G9SX）在這種背景下誕生了。
2. 特點
（1）生產性：通過部分停止和全體停止，使裝置的“安全性”和“生產性”兼容。
（2）維護性：通過LED顯示和可拆卸式端子臺，及時掌握當前狀態(tài)和減少配線工時，提高了可維護性。
（3）擴展性：通過邏輯連接，使設備的變更和擴展變得容易。
3.靈活安全單元(G9SX)的安全回路樣例
優(yōu)點:
（1）取得安全認證的TTL中具有輸入/輸出回路 (IEC61508 認證）。
（2）通過模塊之間的邏輯連接（與邏輯），能夠輕松建立具有相當數量的輸入/輸出（I/O）。
缺點：
不能通過編程方法進行電路設計。
安全控制器
1.產生的背景
前面介紹的安全繼電器單元和靈活的安全單元都能通過簡單的連接實現安全，使得安全對策的設計變得輕松。但是在生產現場，從生產性角度考慮，現場操作人員和維護技術人員等希望能查看到安全設備的狀態(tài)，如通過一些帶有診斷功能的指示燈，使運行中的接近警告和作業(yè)許可的信息切實地傳達給操作人員；通過主機指示燈的亮燈模式，可讀取到安全設備輸入輸出狀態(tài)的錯誤內容；通過串口通信，可讀取到更詳細的信息。在這樣的思想基礎上，歐姆龍的安全控制器（F3SX）誕生了。
2.特點
（1）能將安全輸入信號接到PLC來構成互鎖電路：一般來說PLC等程序性的控制設備，會由于內存的部分丟失和CPU失控，以及生產現場的程序改寫等現象，可能導致安全性無法確保。即使使用了
安全光幕和安全門開關等，但只要使用PLC控制，就無法得到絕對的安全。此外，即使是使用了繼電器的互鎖結構，若繼電器發(fā)生了溶著和布線短路，將進入危險狀態(tài)，因此也不能說絕對安全。而F3SX能安全且簡單地連接安全光幕和安全門開關等多種安全裝置，綜合各種安全裝置進行監(jiān)視，真正實現安全設備中樞的作用。
（2）采用了模塊結構，能完全適合各種設備，采用輸入輸出集成的設計。
（3）符合安全控制器要求的全球安全標準：符合以國際標準IEC為首的歐洲、美國、加拿大、韓國的各種安全標準。
（4）通過插入式連接器簡單連接：不需要單元間多余的布線，可大幅度削減設計時的安全性評價，同時能大幅度減少保養(yǎng)工時。
（5）通過LED顯示各種輸入輸出的狀態(tài)，有利于縮短查找故障原因的時間。
3.安全控制器 (F3SX)的安全回路樣例
優(yōu)點：
（1） 取得安全認證的TTL中具有輸入/輸出回路。 (IEC61508 認證）。
（2） 在一套單元中能夠完整控制輸入/輸出（I/O）。
（3） 能夠和控制器，例如PLC進行通信。
缺點：
不能通過編程建立回路。
安全網絡控制器
1.產生的背景
隨著生產現代化的發(fā)展，危險源在生產現場星羅密布。若按以往常規(guī)慣例，使用
安全繼電器和繼電器單元時,全部要使用物理連線，且遠距離連線使電路設計復雜化。若生產現場發(fā)生工藝變更，如增加門開關，復雜線路連接使變更、修改電路更復雜。另外，還有必要進行安全電路監(jiān)控的線路連接，以便及時發(fā)現錯誤發(fā)生的場所，及時解決錯誤，真正做到安全性和生產性兩者兼顧。基于這種思想，歐姆龍的安全網絡控制器（NE1A）誕生了。
2.特點
（1）具有超小型安全PLC功能：使用功能塊的演算功能和安全輸入/輸出的控制功能。
（2）通過DeviceNet Safety實現輸入/輸出的擴充。
（3）使用圖形式軟件工具進行配置。
（4）使用密碼的權利管理 。
（5）異常發(fā)生時的履歷功能
（6）USB 界面接口。
（7）符合IEC61508SIL３要求是FA工控領域的最高水平。
符合EN954-1 Cat4的要求，且通過TUV認證
3.安全
網絡控制器 (NE1A)的安全回路樣例
優(yōu)點：
（1）利用安全控制回路的程序化來實現整個系統(tǒng)柔性設計：由于實現了符合安全標準的（IEC61508 SIL3/EN954-1 4級）安全控制回路的程序化，因此可以簡單地解決由于工藝和設計的變化所帶來的安全回路的變更、增加問題。
（2）最多可以節(jié)省50%的配線：把安全網絡控制器與安全網絡連接實現安全設備布線的網絡化（DeviceNet Safety），控制器的布線長度就可以大大縮短。在復雜并且規(guī)模比較大的系統(tǒng)中，除了安全回路的輸入、輸出配線以外，安全回路同其他控制回路之間的配線也是必需的，而在這方面我們可以節(jié)省50%的布線。通過以上的網絡構造，不但可以減少安裝、維修時的布線錯誤，而且提高變更時的工作效率。
（3）在現有系統(tǒng)中可以進行安全網絡的追加：以前的安全控制在硬件方面與機器控制部分是分離的，因此在原有基礎上增加安全控制系統(tǒng)時，為了確保最合適的控制性和維護性，需要通過復雜的配線來解決，很不方便。而安全
網絡控制器由于利用了開放性網絡――DeviceNet，因此在物理層上就可以利用已有的電纜把維護信息傳送到機器控制部分的PLC上，這樣既實現了省配線又確保了維護信息的準確傳輸。
綜上所述，通過如下表格形式對安全繼電器（G7SA）與安全控制器建立安全回路的優(yōu)缺點進行比較。
