Открытая безопасность
openSAFETY — это протокол связи, используемый для передачи информации, которая имеет решающее значение для безопасной эксплуатации оборудования на производственных линиях, технологических предприятиях или в аналогичных промышленных средах. Такой информацией может быть, например, сигнал тревоги, срабатывающий, когда кто-то или что-то прорвало световую завесу в заводском цехе. В то время как традиционные решения безопасности полагаются на выделенные линии связи, соединяющие оборудование и системы управления через специальные реле , openSAFETY не нуждается в каких-либо дополнительных кабелях, предназначенных для передачи информации, связанной с безопасностью. Это протокол на основе шины, который позволяет передавать данные безопасности через существующие соединения Industrial Ethernet между конечными устройствами и системами автоматизации более высокого уровня – соединения, которые в основном устанавливаются и используются для целей регулярного мониторинга и управления. В отличие от других протоколов безопасности на основе шины, которые подходят для использования только с одной или несколькими конкретными реализациями Industrial Ethernet и несовместимы с другими системами, openSAFETY работает с широким спектром различных вариантов Industrial Ethernet.
Сертификаты, одобрения и ключевые функции
[ редактировать ]openSAFETY сертифицирован согласно IEC 61508. [1] и соответствует требованиям приложений SIL 3. Протокол был одобрен национальными комитетами IEC, представляющими более двух десятков стран мира, и выпущен для международной стандартизации в стандарте IEC 61784-3 FSCP 13 . [2] [3]
openSAFETY поддерживает функциональные возможности, обеспечивающие быструю передачу данных, такие как прямая связь между узлами в сети ( перекрестный трафик ), а также ряд мер, необходимых для обеспечения целостности и точности данных, например отметки времени, уникальные идентификаторы пакетов данных и другие. [4] Одной из особенно примечательных особенностей является инкапсуляция данных безопасности openSAFETY в кадр Ethernet: [5] два подрамника, каждый из которых является идентичной копией другого, объединяются в единый каркас безопасности. Каждый из подкадров защищен своей собственной контрольной суммой , что фактически обеспечивает многочисленные меры защиты и уровни избыточности, гарантирующие, что любые искажения данных безопасности или другие типы ошибок не могут остаться незамеченными. [6]
Совместимость и лицензия с открытым исходным кодом
[ редактировать ]В отличие от всех других решений безопасности на основе шины, представленных на рынке, которые были созданы для дополнения конкретного протокола Industrial Ethernet или семейства шинных систем, openSAFETY был разработан с учетом общей функциональной совместимости. Хотя openSAFETY был задуман Группой стандартизации Ethernet POWERLINK (EPSG) и изначально разрабатывался как дополнение по безопасности к собственному варианту Industrial Ethernet этой организации, POWERLINK , протокол безопасности больше не привязан к POWERLINK. Вместо этого его можно использовать с различными основными реализациями промышленного Ethernet, а именно PROFINET , SERCOS III , EtherNet/IP , Modbus-TCP и POWERLINK. [7] Эта широкая совместимость примерно с 90% установленной базы установок Industrial Ethernet в 2010 году. [8] Это достигается за счет того, что openSAFETY работает только на самом верхнем (прикладном) уровне сети, где данные безопасности могут передаваться независимо от конкретных характеристик сети, которые могут отличаться от одной базовой системы шин к другой. Этот подход широко известен как работа « черного канала » в разработке протоколов связи . [9]
Презентация концепции в 2010 г.
[ редактировать ]Относительно позднее прибытие на место происшествия. [10] openSAFETY была впервые выпущена в 2009 году. Она основана на технологии-предшественнике POWERLINK Safety, которая была первоначально запущена в 2007 году. openSAFETY привлекла широкое внимание общественности в апреле 2010 года, когда на выставке Hannover Messe в Германии были представлены четыре различных реализации. решения безопасности, работающего в средах SERCOS III, Modbus TCP, EtherNet/IP и POWERLINK. [11] Публичная презентация и публикация протокола в открытом доступе вызвали горячие споры, вызвали резкую реакцию как в пользу, так и против нового решения, что вызвало обширные репортажи в отраслевой прессе. [12]
После крупной презентации openSAFETY в Ганновере сторонники нового решения также читали лекции на других отраслевых мероприятиях, например, на 9-м Международном симпозиуме TÜV Rheinland в Кельне, Германия, 4–5 мая 2010 года. Выступая на этой конференции по функциональной безопасности, Доктор наук по промышленному применению Стефан Шёнеггер из австрийской компании Bernecker + Rainer Industrie-Elektronik Ges.mbH ( B&R ), соавтор и главный сторонник openSAFETY, представил ключевые характеристики нового протокола. [13] Отчеты о более поздних встречах показывают, что фокус презентаций и обсуждений протокола вскоре сместился на конкретные вопросы реализации и применимости. [14] [15]
См. также
[ редактировать ]Примечания и ссылки
[ редактировать ]- ^ IEC 61508 охватывает функциональную безопасность электрических/электронных/программируемых электронных систем, связанных с безопасностью .
- ^ IEC 61784-3 охватывает промышленные сети связи. Профили. Часть 3. Полевые шины функциональной безопасности .
- ^ Хоске, Марк Т. «IEC одобряет openSAFETY, независимый от шины протокол». Сайт Control Engineering . 11 августа 2010 г.
- ^ Лайдон, Билл. «Мультивендорный протокол безопасности Ethernet – благородная цель». Сайт автоматизации . Апрель 2011 г. В статье рассмотрены основные особенности технологии. Лайдон считает, что «концепция может быть просто интересной идеей, но группа openSAFETY опубликовала ряд отзывов пользователей», и далее цитирует оценки старших руководителей ряда различных компаний, включая Alstom Power Automation & Controls и Nestlé. Корпоративный инжиниринг.
- ^ в главе 3. Спецификации кадров и пакетов управления доступом к среде передачи (MAC) стандарта IEEE 802.3-2008, первый раздел. Подробную информацию о стандартных форматах кадров Ethernet и принципах инкапсуляции данных см.
- ^ Подробную, актуальную информацию о возможностях и функциях протокола, дополняющую и расширяющую эту краткую характеристику, можно найти на официальном веб-сайте openSAFETY (см. раздел «Внешние ссылки» ).
- ^ «Технология безопасности поддерживает все основные протоколы Ethernet». Новости промышленного проектирования , март 2011 г. (том 37, № 3): 26. В статье сообщается, что поддержка openSAFETY для использования с системами PROFINET была недавно добавлена в дополнение к ранее установленной совместимости протоколов с другими шинными системами, такими как SERCOS III, Modbus TCP. , EtherNet/IP и POWERLINK.
- ^ «Три варианта доминируют в промышленном Ethernet». ControlDesign.com Сайт . 29 апреля 2010 г. В статье цитируется исследование IMS Research, согласно которому совокупная рыночная доля EtherNet/IP, PROFInet, Modbus TCP и POWERLINK составляет 91%.
- ^ Возможно, Ян. «Скрытая сеть». ControlGlobal.com Сайт . 2 апреля 2011 г. Верхаппен обсуждает широкое использование этого термина в этой области, а также отсутствие его точного определения, а также проводит фактическое исследование передачи данных о безопасности по «черному каналу».
- ^ В случае PROFIsafe спецификации конкурирующих решений были выпущены еще в 1999 году.
- ^ Прешер, Ал. «Новый протокол OpenSAFETY». Архивировано 24 апреля 2011 г. на веб-сайте Wayback Machine DesignNews . 10 июля 2010 г.
- ^ Хотя англоязычные периодические издания не уделяют столько внимания этим спорным дебатам, реакция ряда игроков отрасли хорошо документирована в тематических статьях и интервью, опубликованных в немецких отраслевых журналах, например, в Open Automation (3/2010, стр. 54-). 55), «Компьютер и автоматизация» (5/2010, стр. 18–20), «Messtec Drives Automation» (6/2010, стр. 36–37) и A&D (9/2010, стр. 65). В большинстве статей указывается, что openSAFETY встретил особенно резкое сопротивление со стороны сторонников конкурирующих запатентованных решений безопасности, например CIP Safety для SERCOS III.
- ^ Шёнеггер, Стефан. openSAFETY – стандарт безопасного общения. Архивировано 17 июля 2011 г. в Wayback Machine.
- ^ «Первая корейская конференция по промышленному Ethernet». В разделе новостей веб-сайт Industrial Ethernet Book сообщает, что около 140 участников посетили презентации по «различным аспектам реализации Powerlink и openSAFETY», представленные докладчиками, которые «представили эталонные проекты, а также аппаратные компоненты».
- ^ «Вторая конференция Industrial Ethernet в Париже». Технологический контроль и обслуживание технологических процессов. Март/апрель 2011 г.: 32. В статье говорится, что «участники из более чем 50 компаний» посетили мероприятие, на котором различные «спикеры обсуждали такие темы, как openSAFETY и внедрение приложений с первым в мире открытым, независимым от шины протоколом безопасности».