目前，制造行业面临着新的课题。自ISO12100为主的国际安全标准制定以来，世界各地的工厂生产线安全系统化建设成为当务之急。所谓安全系统，是为防止机器或机器人作业时发生事故或工伤，通过传感器检测作业人员进入危险区域，迅速使机器人或机械设备进入紧急停止状态。因此，安全系统绝对不允许因故障或噪音造成设备停止。但是，困难的是高昂的布线成本和维护成为巨大的负担，为确保安全系统顺利进入停止状态，需在现有的信息通信电路上连接安全传感器和紧急停止信号的电路，安全系统的电路不可避免地会成为双重电路，除此以外，为实现设备复位和安全系统的监视，还要求其与控制系统有极高的结合能力，于是现场总线的安全对应成为关注的焦点。目前，既能实现安全系统的省配线又能与控制系统高度结合的安全网络的开发倍受关注。
安全网络的必要性
人在与机械装置和机器人共同作业时，在接近到一定距离之内，潜在着机械伤害的危险性。因此，用感知器探测人的存在，当人进入危险区域时能紧急停止机械装置的安全系统非常必要。为防止因故障或噪音使紧急停止不起作用，安全系统的设计具有处理的二重化和诊断功能的特征，因此比起一般控制系统配线量有所增加。最近几年，为减少此类安全系统的配线，安全网络正在被不断推广。安全网络不仅具有检测造成紧急停止原因的通信障碍的功能，还具有在检测出通信障碍时，迅速将机械装置转移到安全状态的故障保险（fail safe）功能。而且，光帘和安全开关等安全设备支持安全网络，使配线数及配线长度减少，达到削减成本的效果。因此，安全网络正在不断增加兼容产品的种类和数量。
安全网络存在课题
引进安全网络构筑安全系统时，存在以下课题。安全网络需具备能解决这些课题的功能和性能。
降低引进成本
在目前的许多工厂有很多已敷设有控制用网络，工厂新引进安全网络时，如果安全网络与原有的网络和设备具有连接互换性，就能降低新的设备投资。另外网络管理和运用也能在原有基础上进行对应，不需额外的技术学习培训费用。因此，大家都希望安全网络与市场占有率大的FA网络具有互换性，以便降低引进成本。
实现高速及高可靠通信
因安全网络具备错误检测符号和冗余传送等通信错误检测功能，与一般网络相比，在通信信息中能存储的应用数据量少，同时检测处理会使通信响应性变差，而且通信速度的高速化会使单位时间的通信错误发生率比例增高，因此高速网络的安全对应在技术上一直被认为具有很大难度。但是，面向安全系统的大规模及高速化，要求安全网络必须具有高速及高可靠性。
丰富构成管理功能
为确保安全系统动作，安全网络的构成管理则非常必要。即：要求具有能管理连接在安全网络上产品的信息、防止有损安全网络安全性的改造或非意向性更改、预防在修改工程中设定错误的功能。
丰富RAS功能
安全网络系统对故障或异常情况作出灵敏反应，进入故障保险动作即停止机械设备。为从停止状态迅速地再次启动生产设备，则需要增加能判断故障保险动作的原因是需修理的故障或只是一时性的异常状况的RAS功能。除此之外，能集中管理网络连接设备的状态和设定的工程软件也为生产设备的迅速恢复起着重要作用。
CC-Link Safety系统的构成
CC-Link Safety是为解决以上这些新的课题而设计开发的。
首先，以在日本及世界占有很高市场份额的FA网络CC-Link为基础，进行了具有协议互换性的安全对应。因实现了与CC-Link的数据链接层互换，不仅可利用原有的CC-Link电缆，还可与CC-Link兼容产品并存。因此，对于已引进CC-Link的工厂，可降低引进安全系统的设备投资金额。
能与CC-Link Safety连接的产品有CC-Link Safety对应主站（以下称安全主站）和CC-Link Safety对应从站（以下称安全从站）。安全从站是指除安全主站之外的CC-Link Safety兼容产品，由安全远程I/O站及安全远程设备站构成。
图1为CC-Link Safety构成图。在安全对应的CPU上连接安全主站，并连接进行各种设定和监视的CC-Link Safety监视软件。光幕、安全开关、负荷动力等安全控制相关设备连接在安全远程I/O站的安全I/O端子上。如图所示，通过使用与CC-Link直接连接的光幕控制器这样的CC-Link Safety兼容安全产品，可进一步削减配线成本。与安全控制无直接关系的产品，连接在CC-Link（一般）远程I/O站的（一般） I/O端子上。如：在安全远程输入站连接紧急停止按钮，在安全远程输出站连接动力，将动作灯连接在一般远程输出站上，就可构成按紧急停止按钮停止机械设备、警告灯发出信号的安全系统。
CC-Link Safety及CC-Link的主要规格如表1所示。因两者的物理层和数据链接层是共通的，所以没有通信速度和传送距离的差异，而CC-Link Safety的安全站的台数和安全远程寄存器点数比CC-Link更受限制。但是，因安全远程寄存器在机械安全应用完全不使用模拟量值，所以实质上并没有受到限制。只要能达到此通信性能和点数，不仅是单个的机械设备，由汽车组装生产线等多个工程构成的大规模安全系统也完全可以构筑安全网络。
典型的CC-Link Safety系统
图2是一个典型的应用CC-Link Safety的安全系统的构成，CC-Link Safety系统主单元作为主站，CC-Link Safety系统远程I/O，其他一些安全设备如光帘，机器人作为一个子站，CC-Link Safety为连接在它上面的安全设备传输紧急停止信号，其他设备如警告灯等通过CC-Link标准远程I/O连接。
CC-Link Safety 不但能保证安全系统的控制、监控，预防从子站到主站的错误信息，而且实现了安全网络的省配线，有助于加快系统的开发，提高维护效率。
结束语
CC-Link Safety是实现了与CC-Link的互换性和高速高可靠传输及安全功能、并能简单维护的安全网络。能充分利用原有的CC-Link资源构筑IEC61508 SIL3及ISO13849-1 Category4的安全系统。
另外，CC-Link Safety还具有扩展功能，即：除收集出错信息外，还收集安全从站的各种信息（参数、开关状态等），使系统使用人员可通过监视软件进行简单检查。
安全系统在我国的应用越来越受到重视，减少生产中的安全事故，杜绝人员伤亡，不仅需要良好的管理制度，还需要从设计建造设备时就要考虑的安全性问题。而且CC-Link Safety比较符合我国的实际情况，系统的构造成本低，使用简单、维护方便，运行稳定可靠，必将为我国的安全生产做出贡献。
吴勤个人简介
吴勤男1973.10生籍贯湖北汉族中共党员电气工程师
现就职于上海机场建设指挥部
地址：浦东国际机场启航路300号
邮编：201102
联系电话：68349159 13918628307
1997年毕业于上海铁道大学电气工程系，学士学位，同年进入上海虹桥国际机场工作，
1998年被调往浦东国际机场参与浦东国际机场的工程建设；
1999年十月浦东国际机场一期工程建成投运，同时转入浦东机场运行保障工作，在此期间任保障公司电气助理工程师、电气工程师、任机场供电保障科科长；
2003年8月，浦东国际机场二期工程开工，调往参与浦东国际机场扩建工程，主要负责浦东国际机场供电配套工程。
