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openSAFETY 是第一个开源、独立于总线的安全标准,适用于所有工业以太网方案。对于在任何数据传输协议上 openSAFETY 的实施, EPSG 都将提供积极支持,同时也提供认证 和一致性测试。
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openSAFETY
首创开源、独立于总线的安全标准,适用于任何工业以太网方案
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目录
一、适用于所有现场总线 ............................................................................................................... 3
亮点........................................................................................................................................... 3
传输层和应用层 ....................................................................................................................... 3
二、安全的投资 ............................................................................................................................... 4
1. 过去的投入和成本 ........................................................................................................... 5
2. 投资的安全性 ................................................................................................................... 7
3. 交叉通信是如何提升机器安全度的 ............................................................................... 8
三、openSAFETY 原理...................................................................................................................... 9
1. 原理...................................................................................................................................... 9
自动的安全参数分配 ....................................................................................................... 9
故障可靠检测 ................................................................................................................... 9
2. 故障原因 ............................................................................................................................ 10
3. 错误辨识和防止 ................................................................................................................ 10
4. OpenSAFETY 的帧结构 ....................................................................................................... 11
5. OpenSAFETY 网络 ............................................................................................................... 11
四、openSAFETY 用于各种数据传输协议 .................................................................................... 12
1. PROFINET 上的 openSAFETY............................................................................................... 12
原理 ................................................................................................................................. 12
用户组织 ......................................................................................................................... 12
openSAFETY..................................................................................................................... 12
2. SERCOS III 上的 openSAFETY .............................................................................................. 12
原理 ................................................................................................................................. 13
用户组织 ......................................................................................................................... 13
openSAFETY..................................................................................................................... 14
3. EtherNet/IP 上的 openSAFETY ........................................................................................... 14
原理 ................................................................................................................................. 15
用户组织 ......................................................................................................................... 15
openSAFETY..................................................................................................................... 15
4. Modbus-TCP 上的 openSAFETY .......................................................................................... 16
原理 ................................................................................................................................. 16
用户组织 ......................................................................................................................... 17
openSAFETY..................................................................................................................... 17
5. POWERLINK 上的 openSAFETY ........................................................................................... 18
原理 ................................................................................................................................. 18
用户组织 ......................................................................................................................... 19
openSAFETY..................................................................................................................... 19
6. 你的现场总线上的 openSAFETY ....................................................................................... 20
用户该如何做 ................................................................................................................................. 21
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一、适用于所有现场总线
由 ESPG 引入的 openSAFETY,是世界上第一个 100%开源的安全协议。它不仅在法律层面上
是开放的,在技术层面上也是。由于该协议独立于总线,openSAFETY 可以应用于任何现场
总线和工业以太网的方案中,甚至用于特殊定制的协议方案中。
亮点
openSAFETY 是第一个开源、独立于总线的安全标准,适用于所有工业以太网方案。
对于在任何数据传输协议上 openSAFETY 的实施,EPSG 都将提供积极支持,同时也提供认证
和一致性测试。
该经过 TÜ V 认证的协议栈确保了对该技术的投资是绝对安全的。
一个统一标准,适用于所有现场总线
从站间直通信(cross communication)使生产力最大化
研发、维护时间进一步减少
自动的安全参数化
完全符合机器的安全模块化思想
完整的开源解决方案
最稳健的 IEC 61508 SIL3 通信方案
无风险,TÜV 认证的一致性测验
完全适用背板总线
传输层和应用层
标准 OSI 模型是当今应用最普遍的数据传输协议的模型,它是层级式结构的,有 7 层。根据
规则,每层处理相应任务。这里最基础的、最底层的是物理层和数据链路层,也可以将二者
一同叫做物理层。它们定义了物理接口的传输媒介,也提供发送端和接受端之间是否建立了
连接的检测。以太网仅明确了这两个底层。
第三、四层也被叫做传输层,负责处理时序、数据传输的逻辑顺序以及数据的应用属性(data
attribution to applications)。
这四层包含的都是面向传输的服务,所做的只是建立应用数据的传输媒介。应用数据本身属
于上层。
上层包括会话层和表示层。这二者经常与应用层合在一组,因为程序都是直接访问他们三者
的。会话层管理不同应用程序之间数据交换的组织方式和同步。比如,如果一个连接被中断,
该层的服务便确保在连接再次建立之后,通信会在断点处继续。
第六层,表示层将去掉不同系统表达方式上的差别,也确保翻译的语义上的正确性。还有其
他诸如数据压缩、加密的功能。
最顶层是应用层。没有严格任务或任务范围上的定义。它为各种应用程序提供 OSI 模型范畴
之外的服务。
在 OSI 模型的启发之下,下图表达了 openSAFETY 只定义了协议栈中的高层、应用向的层。
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该层中嵌入的安全机制能够保证,在安全度敏感的应用中,负载数据的安全编码和解码。
为描述方便,图示中的蓝色区域覆盖了所有传输向的第二到六层。传输媒介的选择,更具体
的说,某种特定数据传输协议的选择是无所谓的。
二、安全的投资
用户怎样受益于 openSAFETY 的
“竞争有益于发展”,这几乎是真理。健康的竞争会刺激持续的产品质量和效率的提高。然
而安全向的软硬件产品的开发是一个特例,因为市场经济下的制造者都面对该类型产品的高
投资风险:相当大的投入,而销售潜力却相对较小。所以,自动化领域早就急切需求一个统
一、通用的安全协议,也就是一个能够给制造者为未来安全向产品开发以坚实基础的安全协
议。
openSAFETY 标志着此类标准的首次引入,而且任何人都可以免费使用。
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henry8753
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