功能安全（故障安全）是一個系統(tǒng)或是設備整體安全的組成部分，旨在預防因工業(yè)機械功能故障而導致的危險。過去，功能安全系統(tǒng)依賴于單獨布線的電路ConTROL ENGINEERING China版權所有，其構建、調試和維護的成本很高。如今，功能安全可以通過現(xiàn)場總線實現(xiàn)，已經(jīng)從硬繼電器安全轉變?yōu)檫壿嫲踩?/p>

　　PROFIsafe可以通過總線提供功能安全。它旨在消除對獨立安全網(wǎng)絡的需求，并將工業(yè)網(wǎng)絡架構簡化為一條總線。PROFIsafe擴展了Profinet通信協(xié)議，以滿足為符合嚴格安全標準所必需的安全相關信息的獨特要求。

　　功能安全標準

　　故障安全信號在安全設備和安全控制器之間傳輸，PROFIsafe可以確保這些信號的完整性www.cechina.cn，符合相關安全標準。其中包括最高的安全等級：根據(jù)IEC 61508/IEC 62061ConTROL ENGINEERING China版權所有，最高安全等級為SIL3；根據(jù)EN 954-1ConTROL ENGINEERING China版權所有，最高安全等級為4；根據(jù)ISO 13849-1ConTROL ENGINEERING China版權所有，最高安全等級為PL“e”。

　　故障安全部件

　　并非所有Profinet設備都支持PROFIsafe。因此，用戶必須謹慎選擇安全部件。在實施過程中，用戶可以選擇網(wǎng)絡所需要的安全部件；只有這些網(wǎng)絡部件需要PROFIsafe功能。如圖1所示www.cechina.cn，整個網(wǎng)絡配置可能包含故障安全（黃色）和標準（灰色）部件的混合。另外，PROFIsafe的設計獨立于基本傳輸通道，無論該通道是銅線、光纖、無線還是背板。

圖1：PROFIsafe旨在獨立于基本傳輸通道（例如銅線、光纖、無線或背板）工作。圖片來源：PI組織 

　　PROFIsafe部件通常被稱為F部件（故障安全）。以下是F系統(tǒng)中的PROFIsafe部件：

　　● F-GSD文件（通用站描述文件：設備制造商提供的Profinet設備描述）包含允許F控制器配置設備并與設備通信所需的所有信息。循環(huán)冗余校驗(CRC)保護F-GSD文件以確保其安全一致性。

　　● F-config工具是編程環(huán)境。它使用F-GSD創(chuàng)建系統(tǒng)配置和F程序并將其下載到F控制器。F程序和配置經(jīng)過PROFIsafe安全檢查以確保正常運行。

　　● F-controller執(zhí)行安全程序。

　　● F-Device使用硬件安全技術來確保其安全運行。輸入/輸出(I/O)、光幕、閥門和驅動器是F-設備的一些案例。

　　PROFIsafe的保護機制

　　PROFIsafe保護從安全信號源到信號目的地（反之亦然）的通信。它還有助于確保通信安全部分的完整性。在任何基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡中，都可能發(fā)生某些通信錯誤，例如消息重復、刪除或延遲。PROFIsafe集成了多種補救措施來應對所有可能出現(xiàn)的通信錯誤。表1列出了補救措施并指出了它們所應對的錯誤類型。

表：PROFIsafe包含多種補救措施，以相應地解決所有可能的通信錯誤。

　　傳輸協(xié)議的傳輸速率和任何內(nèi)置的錯誤檢測機制，都被認為是“黑色通道”，在安全方面都沒有任何作用（圖2）。這種方法使用戶不必擔心各個系統(tǒng)通信路徑的安全評估。此外，不需要安全等級的電纜或連接器。

圖2：黑色通道原理示例。

　　選擇將配置文件添加到Profinet產(chǎn)品的設備制造商，必須在向公眾提供此類產(chǎn)品之前，對其進行PROFIsafe認證。以下所列的PI測試實驗室，是評估機構進行經(jīng)授權的PROFIsafe層測試：TüV（全球），IFA（德國），SP（瑞典），SUVA（瑞士），HSE（英國）和FM、UL（美國）。（作者：Nelly Ayllon）