工控摘要：安全PLC（安全可編程系統(tǒng)）指的是在自身或外圍元器件或執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障時(shí)，依然能正確響應(yīng)并及時(shí)切斷輸出的可編程系統(tǒng)。

與普通PLC不同，安全PLC不僅可提供普通PLC的功能，更可實(shí)現(xiàn)安全控制功能，符合ENISO13849-1以及IEC61508等控制系統(tǒng)安全相關(guān)部件標(biāo)準(zhǔn)的要求。安全PLC中所有元器件采用的是冗余多樣性結(jié)構(gòu)，兩個(gè)處理器處理時(shí)進(jìn)行交叉檢測，每個(gè)處理器的處理結(jié)果儲存在各自內(nèi)存中，只有處理結(jié)果完全一致時(shí)才會進(jìn)行輸出，如果處理期間出現(xiàn)任何不一致，系統(tǒng)立即停機(jī)。

此外，在軟件方面，安全PLC提供的相關(guān)安全功能塊，如急停、安全門、安全光柵等均經(jīng)過認(rèn)證并加密，用戶僅需調(diào)用功能塊進(jìn)行相關(guān)功能配置即可，保證了用戶在設(shè)計(jì)時(shí)不會因?yàn)榘踩δ苌系某绦蚵┒炊鴮?dǎo)致安全功能丟失。

在設(shè)計(jì)安全PLC時(shí)，要考慮到很多因素，需要很多的特殊設(shè)計(jì)。比如：一臺安全PLC更強(qiáng)調(diào)內(nèi)部診斷，結(jié)合硬件和軟件，可以讓設(shè)備隨時(shí)檢測自身工作狀態(tài)的不適；一臺安全PLC具有的軟件，要使用一系列的特殊技術(shù)，能確保軟件的可靠性；一臺安全PLC具有冗余功能，即使一部分失效，也能夠維持系統(tǒng)運(yùn)行；一臺安全PLC還具有外加的安全機(jī)制，不允許通過數(shù)字通信接口隨便讀寫內(nèi)部的數(shù)據(jù)。

安全PLC與常規(guī)PLC的不同還在于：安全PLC需要得到第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)的安全認(rèn)證，滿足苛刻的安全性和可靠性國際標(biāo)準(zhǔn)。必須徹底地采用系統(tǒng)方法，來設(shè)計(jì)和測試安全PLC。德國的TUV專家和美國的FM專家會提供對安全PLC設(shè)計(jì)和測試過程的、第三方獨(dú)立的確認(rèn)和驗(yàn)證，

特殊的電子線路，細(xì)致的診斷軟件分析，再加上對所有可能失效進(jìn)行測試的完整性設(shè)計(jì)，確保了安全PLC具有測定99％以上的內(nèi)部元件潛在危險(xiǎn)失效的能力。一種失效模式、影響和診斷分析（FMEDA）方法一直指導(dǎo)著設(shè)計(jì)，這種方法會指出每個(gè)元件是怎樣引起系統(tǒng)失效，并且告訴你系統(tǒng)應(yīng)該如何檢測這個(gè)失效。TUV的工程師會親自執(zhí)行失效測試，把它作為他們認(rèn)證過程的一個(gè)部分。

嚴(yán)格的國際標(biāo)準(zhǔn)軟件應(yīng)用于安全PLC。這些標(biāo)準(zhǔn)需要特殊技術(shù)，避免復(fù)雜性。更進(jìn)一步的分析和測試，細(xì)致地檢查操作系統(tǒng)的任務(wù)交互操作。這種測試包括實(shí)時(shí)的交互操作，比如多任務(wù)（當(dāng)使用時(shí)）和中斷。還需要進(jìn)行一種特殊的診斷，被稱為“程序流控制”和“數(shù)據(jù)確認(rèn)”。程序流檢查能確?；竟δ苣馨凑_的順序執(zhí)行，數(shù)據(jù)確認(rèn)使所有的關(guān)鍵數(shù)據(jù)在存儲器里進(jìn)行冗余存儲，并且在使用前進(jìn)行有效性測試。在軟件開發(fā)過程中，一個(gè)安全PLC需要附加的軟件測試技術(shù)。為了核實(shí)數(shù)據(jù)完整性檢查，必須執(zhí)行一系列“軟件失效注入”測試，也就是人為對程序進(jìn)行故意破壞，來檢查PLC的響應(yīng)是否運(yùn)行在預(yù)計(jì)的安全方式。軟件的設(shè)計(jì)和測試帶有詳細(xì)的文件資料，這樣第三方的檢查員就能夠明白PLC的運(yùn)行原理，而多數(shù)軟件開發(fā)沒有使用這種規(guī)范的操作流程，這也正好說明為什么眾多的垃圾軟件會出現(xiàn)那么多的臭蟲而無法發(fā)現(xiàn)了。