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　　由于新時期機械自動化需求的持續增長，生產安全也正處于活躍增長時期，因此機器安全成為人們普遍關注的熱點。國內外制造商也因此將產品安全性作為一種新的戰略性策略，并開始改變傳統的安全設計方式，一種基于功能安全的智能化安全策略——功能安全集成(Integrated Functional Safety)成為制造商們新的競爭契機。本文在對功能安全深入分析的基礎上，提出了新時期安全技術的發展趨勢，討論了功能安全集成技術的特點和優勢，最后結合安全集成驅動技術的應用實例，提出了安全集成伺服驅動的設計方案。對未來機床控制和驅動系統的發展完善具有指導意義。

　　1 功能安全

　　功能安全技術已被應用于許多不同領域，涉及機械制造業、流程工業、運輸行業、醫藥行業等相關領域。功能安全是受控設備(Equipment Under Contr01)通過對其輸入的正常響應而獲得的整體安全的一部分，它取決于受控設備及其控制系統功能的正確執行，因此功能安全防止的就是安全相關系統或設備的功能失效所導致的危險發生。

　　1.1 功能安全的理論特點

　　IEC 61508是有關功能安全的基礎標準，該標準提出了功能安全的基本原理、術語、數學方法和管理模式等，為以電子作基礎的控制系統的設計提出了標準型的指導，為控制系統的設計提供了技術框架，在此框架內還可同時考慮其他技術安全¨J。另外，功能安全已經被應用于不同的領域，并衍生出許多不同領域的安全標準：如流程工業的IEC 61511，機械領域的IEC62061、EN 954-2、IEC 60204—1。核領域的IEC 61513等。

　　作為功能安全的基礎標準，IEC 61508提出了一種保障產品系統安全的新思路，涉及安全技術和安全管理兩個方面。它將安全的理念貫穿于系統的設計、實現、安裝、運行、維護和管理全過程，采用定性分析和定量計算相結合的方法對系統安全性進行分析，并不斷對系統進行改進，最終實現系統的最優化設計，達到功能安全的目的。IEC 61508的特點體現在：全新的功能安全保障理念、基于風險定量分析的評估機制、基于安全完整性等級的評價指標、全生命周期的安全管理理念。

　　1.2 功能安全的方法原理

　　功能安全出發點就是，首先要對受控設備或系統進行全局分析，承認所存在的風險，通過將風險進行量化，與允許風險(Tolerable Risk)進行比較，然后針對比較結果采取必要的風險降低措施，最后對整個系統進行可靠性分析，使整個系統的安全完整性等級(SIL)或性能等級(PL)達到選定的安全水平。

　　2 從“獨立安全預防”到“功能安全集成”

　　2.1 傳統的安全控制方案

　　控制系統可大致分為兩種，即用于機器運行控制的系統和用于安全控制的系統。而傳統的安全控制系統多采用“獨立的安全預防”控制方案，即安全系統與運行控制系統相分離，通過用于運行控制的控制器和用于安全控制的控制器共同實現安全功能。這樣，使得傳統的安全控制系統需要很多獨立的外部安全部等，并且需要設置大量的I/O來檢測輸Ⅳ輸出信號，使得控制系統設計繁瑣、邏輯復雜、布線紊亂、系統龐雜，不僅延長了系統做出安全響應的時間，而且增大了由于硬件隨機故障造成的整個系統的安全故障率。

　　2.2 新時期的功能安全集成

　　由于新時期機械自動化需求的持續增長，人們開始改變傳統的安全設計方式，一種基于功能安全的智能化安全性策略成為制造商們新的競爭契機。這種新的安全性策略就是通過將用于安全的控制系統和機器運行控制系統進行無縫集成，從而使整個控制系統在執行目標任務的同時兼顧安全的功能。

　　在新的控制方案實施過程中，采用智能化、網絡化的安全相關產品(部件)，并利用安全總線技術將安全通信和標準通信進行合成，這樣不僅大大簡化了系統，而且使得安全相關信息的采集、處理、分析和評估的響應時間大大縮短，安全控制器和安全設備間數據傳輸的失效率和錯誤率也大大降低，明顯提高了系統的可用性、實時性和可靠性。采用安全集成自動化后，只需要一個工程環境、一個控制器、一套驅動、一套分布式I/O和一個總線就可以實現安全功能，集成系統簡單緊湊。</f