IO-Link Safety Device Stack——用于 Safety 传感器与执行器

您在开发 Safety 传感器或执行器,因此也了解这一困境:为每一种现场总线都开发一套自有的 Safety 版本,意味着需要分别备货、分别维护版本、分别开展现场服务。于是您的产品组合就停留在 OSSD 和 4–20 mA。这样可行,但您的设备仍然“哑”:无法通过 IODD 进行参数化,无法在无技术人员的情况下更换设备,也无法为 IoT 和工业 4.0 提供诊断数据。相比之下,非安全传感器早已通过 IO-Link 进行通信。

看似直接的出路代价不菲。若自行实现具备 SIL3 能力的 Safety Communication Layer,您必须独自承担协议知识、符合 IEC 61508-3 的安全软件流程以及在指定公告机构进行的评估。数月的开发时间将投入到基础设施而非您的核心产品上,并且全部认证风险也由您自行承担。

其实可以更简单。IO-Link Safety(IEC 61139-2)作为 Black Channel,在标准 IO-Link 之上叠加精简的 Safety Communication Layer。由此可实现最高至 SIL3 / PLe,同时保持独立于现场总线,并且仅用一个 FS-Device 即可面向全球市场——无论上层运行的是 PROFIsafe、CIP Safety 还是 FSoE。Safety 数据与标准数据共用一根电缆,且 OSSDe 运行模式仍可作为回退层级保留。

借助 TEConcept IO-Link Safety Device Stack,Safety 传感器与执行器制造商可将 IO-Link Safety 通信(IEC 61139-2,最高至 SIL3 / PLe)直接集成到其设备中。Safety Communication Layer 通过标准 IO-Link 作为 Black Channel 运行,并且独立于现场总线。因此,一个 FS-Device 即可覆盖 PROFIsafe、CIP Safety 或 FSoE 等所有 FSCP。测试设备与评估支持可一站式获得。

面向您的 Safety Device 项目的可行性检查

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TEConcept IO-Link Safety Device Stack 将该 Layer 以可直接集成的形式带入您的设备

  • 符合 IO-Link Safety 规范的 Safety Communication Layer(SCL)与设备状态机
  • 基于成熟的 TEConcept IO-Link Device Stack 构建

Stack、测试设备与认证经验可一站式获得。TEConcept 还提供 IO-Link Safety Master Tester,用于支持公告机构开展 Safety 评估,并从集成到 Assessment 全程为您提供陪同支持。

结果是:您的 Safety 产品组合可实现 IO-Link 能力,而无需建立自有的 Safety 协议开发。您的开发人员可专注于传感技术,而非 CRC 与 Watchdog 概念。并且,您的设备将面向仅靠 OSSD 已无法触达的市场做好准备。

IO-Link Safety Device Stack 的实现

技术实现如下:TEConcept IO-Link Safety Device Stack 以嵌入 Demo 应用的形式交付,即作为功能完整的 IO-Link Safety Device。核心 Safety 组件依据 IEC 61508-3(SIL3)开发并完成评估,并将不作修改地纳入您的 Assessment。Demo 应用以示例方式展示未来 Safety Device 的可能构建方式。

IO-Link Safety Device Stack:硬件设置示例
硬件设置示例
IO-Link Safety Device Stack:软件架构 Safety CPU
软件架构,Safety CPU

硬件

系统可采用单通道的 1oo1 架构实现,也可采用双通道冗余的 1oo2 架构实现。带第二颗 Safety CPU(S-Guest)的 1oo2 方案可提高诊断覆盖率,适用于更高的安全要求。

IO-Link Safety Device Stack 的架构

实际的安全功能由 Safety Communication Layer(SCL)承担,配置由 Safety Layer Manager(SLM)负责。两项组件均依据 IEC 61508-3 开发,并将不作修改地沿用。

在处理器之间的通信方面,提供用于周期性与非周期性数据交换的现成模块。它们构成传输路径(Black Channel),您可直接采用,或以自有组件替换。

其下层物理层可替换,并会根据相应硬件进行适配。

Safety 应用展示了如何在此基础上构建 Safety 传感器或执行器。该部分作为模板使用,并可按需调整。

IO-Link Safety Device Stack 的 Footprint

编译后代码大小在很大程度上取决于所选配置与编译器优化。以下数值仅供参考:

S-Host/S-Guest:38 KB Flash,6 KB RAM;Com-CPU:23 KB Flash,4 KB RAM

联系方式

如需进一步了解我们的 IO-Link Safety Device Stack,欢迎使用我们的联系表单。也欢迎提出其他项目想法,或咨询我们的其他产品。您的信息越具体,我们的回复就越有针对性。

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