隨著自動(dòng)控制技術(shù)在機(jī)器設(shè)備上的大量運(yùn)用，機(jī)器設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和生產(chǎn)效率都得到大幅提升，與此同時(shí)，機(jī)器復(fù)雜程度的提高也可能會(huì)因?yàn)椴僮魅藛T的失誤引發(fā)意外事故。對(duì)于一臺(tái)機(jī)器或整個(gè)工廠的設(shè)計(jì)，首先要確定當(dāng)前或者發(fā)展中可能存在風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)，通過(guò)評(píng)估、設(shè)計(jì)、選擇、驗(yàn)證以及維護(hù)等一系列程序來(lái)建立真正安全的生產(chǎn)環(huán)境，這些都要遵循相關(guān)的國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則。
安全系統(tǒng)就是用來(lái)制止不安全的運(yùn)動(dòng)，甚至當(dāng)操作者所執(zhí)行的動(dòng)作將會(huì)產(chǎn)生相反的危險(xiǎn)和傷害結(jié)果時(shí)，操作者也不致受到機(jī)器的傷害。也就是說(shuō)，在安全系統(tǒng)中，設(shè)備要包含有傳輸與安全相關(guān)的信息，要不斷地發(fā)送一個(gè)“系統(tǒng)是安全”的信息。如果由于任何原因，這個(gè)信息沒(méi)有正確傳輸，安全系統(tǒng)必須立刻停止不安全的運(yùn)動(dòng)。
一直以來(lái)，安全控制技術(shù)一直落后于標(biāo)準(zhǔn)的控制技術(shù)。30年前，幾乎所有的控制系統(tǒng)都采用繼電器控制方式，但這種方式安裝和維護(hù)的成本較高，且重新配置系統(tǒng)比較麻煩，非常不靈活。基于這些原因，PLC及其他一些比較“智能”的控制技術(shù)就逐步取代了繼電器控制方式，因?yàn)镻LC減少了硬件配置，簡(jiǎn)化了安裝和維護(hù)過(guò)程，且能非常靈活地適應(yīng)以生產(chǎn)過(guò)程為本的控制任務(wù)。隨著生產(chǎn)規(guī)模的進(jìn)一補(bǔ)擴(kuò)大和生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，控制系統(tǒng)的復(fù)雜性也在不斷增強(qiáng)，新型的開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的時(shí)代來(lái)臨了，它不僅能使不同供貨商的設(shè)備共存于一個(gè)總線系統(tǒng)中，而且還能簡(jiǎn)化布線，加快信息在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)上的傳播。但實(shí)際上，標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)還不能算是一個(gè)完美的總線系統(tǒng)，尤其在“安全控制”方面存在著很大的漏洞。
在過(guò)去的三年中，已經(jīng)有很多安全防護(hù)技術(shù)的革新，但總線技術(shù)在安全防護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，卻具有劃時(shí)代的意義。隨著安全防護(hù)評(píng)估水平的不斷提高，德國(guó)何其能公司也不斷提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)力度，推出相應(yīng)的解決方案，迎接安全防護(hù)性能要求不斷提高的挑戰(zhàn)。 總線技術(shù)不僅在診斷功能方面，同時(shí)也在電器元件連接方面表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)。
以汽車(chē)生產(chǎn)廠為例，尤其是在自動(dòng)化程度較高的焊裝車(chē)間和總裝車(chē)間，大量的焊接機(jī)器人和裝配機(jī)械手的出現(xiàn)，造成了許多需要安全保護(hù)的危險(xiǎn)區(qū)域，所以安全傳感器，如區(qū)域保護(hù)掃描器、安全光幕、安全鎖、安全地毯、急停開(kāi)關(guān)等的使用已經(jīng)非常普遍，但現(xiàn)在連接這些安全設(shè)備的控制系統(tǒng)仍停留在“安全繼電器”或“安全PLC”的非總線控制系統(tǒng)的低級(jí)控制狀態(tài)，大大限制了生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展。但如果將這些安全設(shè)備連接到非安全的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（如標(biāo)準(zhǔn)的Profibus、DeviceNet等總線系統(tǒng)）上去，就會(huì)存在比較大的安全隱患，是一種非安全的控制狀態(tài)。
基于這種狀況，世界上幾家比較大的自動(dòng)化系統(tǒng)公司聯(lián)合了幾家著名的安全傳感器的生產(chǎn)公司，共同合作開(kāi)發(fā)了開(kāi)放性的、相互兼容的安全總線系統(tǒng)，如AS-Interface safety、 Profisafe、 DeviceNet Safety、 Interbus safety及Safety bus p等。這些安全總線控制系統(tǒng)大大加快了控制系統(tǒng)前進(jìn)的步伐。
AS-Interface Safety at Work 是一個(gè)基于AS-Interface系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)可以兼容相關(guān)的安全產(chǎn)品，例如急停開(kāi)關(guān)，防護(hù)開(kāi)關(guān), 光幕, 激光掃描儀, 限位開(kāi)關(guān)，并將它們的狀態(tài)信號(hào)傳送到智能安全繼電器（又稱(chēng)安全監(jiān)視器）的網(wǎng)絡(luò)。它允許在確定的條件下，緊急停止數(shù)字/邏輯電路的動(dòng)作。
AS-Interface安全系統(tǒng)這個(gè)概念涵蓋了以AS-Interface為基礎(chǔ)的安全通信。幾年以來(lái)，這個(gè)系統(tǒng)已成為一種傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)場(chǎng)級(jí)安全裝置以貫徹著安全規(guī)則的本質(zhì)安全單元構(gòu)成。以下兩張圖是傳統(tǒng)安全系統(tǒng)和AS-Interface安全系統(tǒng)的比較，AS-Interface安全系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)。傳統(tǒng)的安全系統(tǒng)更多地依靠人工，為了故障檢測(cè)和處理，傳感器和執(zhí)行器用并行線連接，復(fù)雜而且易故障。而AS-Interface 安全裝置卻更為靈活、診斷功能更強(qiáng)、安裝更為簡(jiǎn)易。由于布線費(fèi)用通常僅占用整體安裝費(fèi)用的40%，這樣一來(lái)成本節(jié)約還有很大的空間。在控制柜中不需要多余的控制單元，這樣一來(lái)不僅節(jié)約了設(shè)備費(fèi)用而且減小了安裝空間。AS-Interface安全系統(tǒng)的核心部分-安全監(jiān)視器，它集成了傳統(tǒng)的安全PLC的功能，可通過(guò)軟件組態(tài)不同安全系統(tǒng)的要求。
AS-Interface安全系統(tǒng)集合了安全設(shè)備，比如：安全門(mén)開(kāi)關(guān)、急停開(kāi)關(guān)、安全光幕等等。采用這種安全系統(tǒng)，用戶(hù)可以快速的組建一個(gè)符合SIL3安全等級(jí)4規(guī)范的安全系統(tǒng)。整個(gè)安全系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間為最大40ms，這個(gè)時(shí)間是指從安全模塊的輸入信號(hào)到達(dá)和安全監(jiān)視器輸出動(dòng)作之間的時(shí)間。安全系統(tǒng)可簡(jiǎn)單的融入AS-Interface系統(tǒng)中。來(lái)自安全傳感器的信號(hào)由安全監(jiān)視器進(jìn)行評(píng)估，它不僅監(jiān)視安全傳感器的開(kāi)關(guān)信號(hào)，并且不斷地檢查數(shù)據(jù)傳送是否正確。安全監(jiān)視器在一個(gè)雙通道組態(tài)中有一個(gè)或兩個(gè)釋放電路，能用來(lái)使機(jī)器或設(shè)備進(jìn)入安全狀態(tài)。傳感器與監(jiān)視器可以連接到該 ASi 接口網(wǎng)絡(luò)的任意處。
