一直以来，安全控制技术落后于标准的控制技术，随着生产规模扩大和生产技术不断进步，控制系统复杂性在不断增强，新型开放式现场总线技术的时代已经来临，它不仅能使不同供货商的设备共存于一个总线系统中，而且还能简化布线，加快信息在数字网络上的传播。但实际上，标准的现场总线系统在“安全控制”方面存在着漏洞，德国何其能公司不断提高产品开发力度，推出相应的解决方案。总线技术不仅在诊断功能方面，同时也在电器元件连接方面表现出了明显的优势。

以汽车生产厂为例，尤其是在自动化程度较高的焊装车间和总装车间，大量的焊接机器人和装配机械手的出现(见图1)，造成了许多需要安全保护的危险区域，所以安全传感器，如区域保护扫描器、安全光幕、安全锁、安全地毯与急停开关的使用已非常普遍，但连接这些安全设备的控制系统仍停留在“安全继电器”或“安全PLC”的非总线控制系统的低级控制状态，限制了生产过程控制系统的发展。但如果将这些安全设备连接到非安全的现场总线系统(如标准Profibus、DeviceNet等总线系统)上，系统会处于非安全控制状态。

基于这种状况，世界上几家比较大的自动化系统公司联合了几家著名的安全传感器的生产公司，共同合作开发了开放性的、相互兼容的安全总线系统，如AS-Interface safety、 Profisafe、 DeviceNet Safety、 Interbus safety及Safety BUS p等。这些安全总线控制系统大大加快了控制系统前进的步伐。

图1  焊装及总装车间自动化程度较高，安全传感器普遍进行应用

AS-Interface SaW系统

AS-Interface Safety at Work 是基于AS-Interface系统的通信网络，其可兼容相关安全产品，将状态信号传送到智能安全继电器(安全监视器)的网络，允许在确定的条件下，紧急停止数字及逻辑电路动作。

AS-Interface安全系统已成为传感器和执行器网络的工业标准。现场级安全装置以贯彻着安全规则的本质安全单元构成。与传统安全系统进行比较(见图2)，AS-Interface安全系统的优势显而易见。传统安全系统更多依靠人工，为了故障检测和处理，传感器和执行器用并行线连接，复杂且易出故障。而AS-Interface 安全装置则更灵活、诊断功能更强、安装更简易。其核心部分为安全监视器，集成了传统安全PLC的功能，可通过软件组态不同安全系统的要求。

图2  与传统安全系统相较，AS-Interface节省电缆连接与安装成本，系统更加灵活

AS-i安全工作系统(SaW)由安全设备组网而成(见图3)，可使用标准AS-i 网络。依据SaW，用户可快速实现一个安全系统，满足规范所需要的四类安全，保持了AS-i网络获得成功的简易性，是用户采用SaW的主要原因。以下特性使SaW功能独特：

在AS-Interface 部件(主站、从站与电源装置)清单中，包含有安全监视器和安全相关从站，它们都在同一AS-Interface网络上工作。主站采用处理其他任何从站相同的方式识别安全相关从站，并将其象所有常规从站一样集成到网络中。SaW利用AS-Interface标准网络来传输从安全节点到安全监视器的安全信息(E-stop和开关的状态)。安全监视器和安全节点是一个SaW系统的基本组成部分。AS-Interface 网关/扫描器和电源没有改变。它们保证了网络的正常通信，决定了部分系统特性。

图3 SaW可为用户提供安全系统，保持网络的简易性

为了满足安全要求，安全监视器像其他模块一样连接到AS-Interface网络，监视来自AS-Interface网络上模块的信息，其可被放置在网络中的任意位置。当安全监视器检测到非安全条件时可关断非安全动作，判断系统是否安全，除非安全节点不断地传送表明系统安全的信息。OSSDs保持常开(关断非安全动作)，除非‘数据链’中断或不能正常工作。数据链包括AS-Interface网关/扫描器、电源和电缆。安全监视器现有两个版本：标准版可以用于大多数应用场合，特别是干扰较多的场合，例如，AS-i网络旁有遥控设备、频率转换器，以及其他噪声源，安全系统会在AS-i网络上重试六次并保持运行;高速版用于光幕或任何靠近安全设备的非安全区域。该版本监视器在AS-i网络上一次重试后就会关断设备。两种版本可达到同样的安全等级。当安全设备故障时，冗余触点会立即打开。安全监视器也可被分配地址，分配地址后，可在PLC或PC上读取安全网络中的诊断信息。

安全节点也是I/O模块，专为满足安全等级的应用而设计。一个安全节点传输4位数据，按一定规则传送给AS-Interface网关/扫描器，这样安全监视器可以判断安全组件的工作状态。安全监视器替代了传统安全继电器功能。一个Pepperl+Fuchs安全节点有两个安全输入，用于满足安全等级4 (一个安全节点上的两个安全输入是冗余的)，安全等级与安全输入有关(E-stop按钮及开关等)。一个安全等级3的输入与Pepperl+Fuchs安全节点的连接最多实现安全等级3。每个AS-Interface网络最大支持31个安全节点。

只要满足AS-Interface网络基本规则，SaW就可以被加入到现存的AS-Interface系统。其与标准I/O模块混用，所有组件按AS-Interface系统连接方式进行连接。来自安全节点的数据像网络上的其他I/O模块一样被传送接收，通过ASiMON软件对监视器进行组态。MS操作系统有着简单友好的界面，可实现拖拽功能。使用ASiMON，用户可快速组态一个安全监视器，上载已存组态信息并修改安全系统组态。另外，ASiMON有着强大的诊断功能。一旦组态信息被加载，安全监视器将不断监视AS-Interface网络上的数据。

SaW的概念可将待直接连接的安全相关部件，例如急停按钮、保护门开关及安全灯栅集成到AS-Interface网络内。根据EN 50295标准，这些部件完全与标准 AS-Interface部件兼容，例如主站、从站、电源装置与中继器等。AS-I SaW已运行多年，并在多个公众的标准中得到认证，可满足IEC 61508的SIL3并兼容EN 954-1.的四类标准。同时SaW也取得了TUV和BIA认证，这些标准和认证的信息可从各相应机构获取，倍加福为构建安全AS-Interface网络解决方案提供相关部件。

更多的优势

AS-Interface总线技术适用于安全防护系统是因为相关安全领域的控制都是基于数字信号，例如这些信号可能是：门的开关状态、光线是否被遮挡，这些都是开关量的信号，只需要用1 bit(0或1)就能正确显示其状态。AS总线技术就是为处理这类数据的传输而开发的，并且也显示出在这方面的强大优势。在其他需要传输大量数据的应用领域，同样存在相应的总线技术。

如果希望在安全防护被断开时机械设备仍然可以正常工作，就需要应用其他的保护装置。这样的保护装置要求在保护区内的操作人员连续操作，在这样的应用中总线技术有更大的优势，因为电控门是确定的。如果使用普通的接线方式，电报柜内的布线将非常复杂，而用AS总线技术，就变得很简单了，仅使用软件设置就可以取代复杂的接线。

通过ASi总线连接的安全集成模块几乎不必使用其他配线。如果不使用总线系统，需要大量的配线来连接安全开关的全部信号。如果这么多的配线随意布置的话，为了防止断路或其他可能带来的故障，就必需加装额外的保护措施。这就导致了装配成本和装配周期的提高。而所有这些因配线带来的问题，都将在使用了集成总线接口的元件后得到解决。

在安全监视器中可以灵活的配置组态各种安全输入信号，也就是说安全信号的逻辑关系不再受限制于物理安装和接线方式。在同一个AS-Interface网络中最多允许使用31个安全监视器。在安全监视器中可以组态许多高级功能，如：E-STOP， 停止类别0或1， 双手操作， 门禁与 重启动条件。

系统的诊断能力可以分析出E-STOP条件的源头，可自行判断出故障源和故障类型。这种智能诊断方式减少了因系统故障而停机的时间。总体来说，AS-Interface具有几大优势：

系统取代了传统安全系统的硬接线连接方式;

节省了电缆连接和安装成本;

不再需要安全PLC;

整个系统灵活性更高，维护扩展方便;

每个安全信号都有诊断;

安全与非安全信号在同一根电缆上传输;

安全信号可以实现灵活的组合;

满足Category 4 EN 954-1;

有TüV和BIA认证;

安全监视器可看作是一个具有编程功能的安全继电器;

诊断信号可上传给PLC。

AS-Interface总线，尤其是Safety at Work，近些年发展尤为迅速。AS-Interface的不断发展确保了用户日益复杂的应用需求和安全系统的各类标准得以满足。Safety at Work technology 正逐渐被许多公司单独作为功能性的安全子系统。