“安全設(shè)備(如急停、安全門、安全傳感器、光幕、光柵、閥島等)為何要接入安全回路中，不可以僅接入PLC的普通IO點中?”

　　一、精簡回答

　　如果使用了安全光幕等安全的輸入單元，而使用普通PLC進行一個邏輯控制，整個安全系統(tǒng)的安全等級是不能達到一個比較高的安全等級的。因為普通PLC出錯的幾率會比安全控制器高很多，因此如果需要一個安全系統(tǒng)的整個回路達到比較高的安全等級來進行安全防護，整個系統(tǒng)回路中的所有元器件都需要達到比較高的安全等級，包括輸入傳感器、控制單元以及輸出執(zhí)行器。

　　二、詳細說明

　　首先，根據(jù)機器安全國際標準ISO 13849-1“安全相關(guān)控制部分的系統(tǒng)設(shè)計方法 (SRP/CS)”，對應的國家標準GB/T 16855.1 2008中的規(guī)定，先對機器所有風險進行評估，評定出PLr (Performance Level requirement整個安全系統(tǒng)所需要的安全等級)，再進行安全設(shè)計，通過對使用元器件的安全性能等級的評定，來確定最終安全系統(tǒng)的PL等級，最終看是否達到了PLr的要求。具體流程如下圖所示：

　　展開來說：

　　第一步 進行PLr的評定

　　其中a是低風險，e是高風險

　　根據(jù)上述三個條件，最終確定這個工位危險所要做的安全防護需要達到的操作性能等級PLr.(Performance Level requirement)，每種安全功能都要有各自的PLr來對相應的危險進行防護。

　　第二步 安全回路設(shè)計

　　評定完P(guān)Lr之后，就針對不同的危險及其危險程度進行安全回路的設(shè)計，包括輸入元件(急停，雙手按鈕，安全光幕，安全光柵，安全門鎖等)，控制單元(控制器等)，輸出元件(繼電器，接觸器，閥等)。

　　第三步 計算總的PL

　　針對不同的安全功能，計算出整個安全回路總的PL，看最終的結(jié)果是否大于等于PLr, 如果滿足要求，即是一個合適的安全設(shè)計。如果不滿足要求，需要重新進行設(shè)計或者更改一些元器件使系統(tǒng)總的PL大于等于PLr。

　　如果基于PL的元件結(jié)合一系列的控制系統(tǒng)SRC/PS，則總的PL也能夠計算并考慮到以下:

　　a) 使用元件的最低性能等級 (PL low)

　　b) PL元件和元件的數(shù)量 = N low

　　下表給出一個簡單的方法來評估整個系統(tǒng)可以達到的PL

　　即整個系統(tǒng)要達到某個PL值，整個系統(tǒng)每個元件的PL值至少都要大于等于這個值。

　　Sample：假設(shè)一個系統(tǒng)的最低性能等級為PLc, 一共有4個元件，則整個系統(tǒng)的PL值為PLb;如果一個系統(tǒng)最低性能等級為PLd,一共有3個元件，則整個系統(tǒng)的PL值為PLd。

　　三、簡單舉例

　　假設(shè)一個工位有機器人來取料，然后進入其他工位進行別的操作，人需要經(jīng)常進出機器人取料的地方放置工件。

　　首先評定PLr 由于機器人打到人會造成重傷，所以選擇S2，由于操作工需要頻繁進入這個危險區(qū)域，因此選F2，如果機器人打過來，如果速度比較慢，根據(jù)操作工的熟練程度以及反應，是可以逃離這個危險的，選擇P1, 最終PLr=PLd。

　　這樣，根據(jù)總系統(tǒng)PL 簡易估算表，安全設(shè)計需要使用輸入和控制元件都需要至少PLd 以上的元件才可以。

　　由于普通可編程控制器的PL 等級是不會超過PLc，因此，整個系統(tǒng)的安全等級是不能滿足PLr=PLd 的要求，因此是不符合安全標準的設(shè)計，必須使用PLd 以上的安全控制器。

　　至于單個元件的操作性能等級PL，有些可以從元件的參數(shù)表內(nèi)找到，例如安全光幕，安全掃描儀，安全PLC 等。而有些元件是要通過計算來得到的，例如接觸器，安全繼電器模塊等。

　　其中，子系統(tǒng)的PL 值可以通過SISTEMA 軟件進行計算和評估并生成相應的報告。