OSSD – 傳輸單比特安全數(shù)據(jù)

機器安全領(lǐng)域之外的任何人都可能不熟悉OSSD（輸出信號切換設(shè)備）。在這篇博客中，我將解釋

什么是OSSD

OSSD 邏輯

將 OSSD 替換為網(wǎng)絡(luò)連接

OSSD相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

希望，即使您是鐵桿機器安全人員，您也會在這方面找到有用的東西。希望如果您不是一個鐵桿機器安全人員，您仍然會發(fā)現(xiàn)它很有趣，并引發(fā)一些思考。

讓我們從一個定義開始。

圖 1 IEC 61496 系列的 OSSD 定義

該定義可在IEC 61496系列標(biāo)準(zhǔn)中找到，該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了激光掃描儀，光幕，3D TOF，立體相機及其在安全系統(tǒng)中的使用。因此，在激光掃描儀輸出端可以找到典型的OSSD，并發(fā)出有人進入某個區(qū)域，可能處于危險之中的信號，因此應(yīng)該停止危險的機器。

OSSD 可以通過繼電器或固態(tài)邏輯實現(xiàn)。如今，固態(tài)解決方案因其可靠性和可測試性而受到青睞，其邏輯值在IEC 61131-2中給出，這是PLC（可編程邏輯控制器）系列標(biāo)準(zhǔn)的一部分，這是有意義的，因為OSSD經(jīng)常從傳感器到PLC。

圖 2 IEC 61131-2 中的 OSSD 信號電平

如果OSSD位于傳感器上以檢測接近機器人的人，則當(dāng)沒有人接近時，OSSD為ON（+11至+30V輸出），當(dāng)檢測到人時，OSSD處于關(guān)閉狀態(tài)（-3V至+2V）。關(guān)閉包括0V的事實可確保在傳感器發(fā)生電源故障時機器人將停止。

因此，如果從邏輯門的角度考慮，則將兩個傳感器的輸出與AND函數(shù)而不是OR函數(shù)相結(jié)合。如果任一輸入為低電平，則 AND 門的輸出變?yōu)榈碗娖?。如果任一傳感器處于允許模式，則OR門的輸出將很高。

注意 - 在我的腦海中，我總是把這個混為一談。我希望機器人在傳感器 1 或傳感器 2 檢測到人時停止。0V或24V與OR門相結(jié)合，但提供24V，不會停止機器人。

由于OSSD可能會發(fā)生故障，因此它們通常是兩個并行的OSSD輸出，我們需要討論可能的故障模式。故障模式是通常的直流故障模型的各種組合，包括卡開、短路（包括與冗余 OSSD 短路相關(guān)的故障模式）。

圖3 OSSD故障模型

將時間測試脈沖中的窄偏移到低可以測試上述大多數(shù)情況 – 偏移意味著關(guān)閉脈沖之間的輕微延遲，因此兩個OSSD一起不低。如果兩者一起走低，則檢測為做空，如果不能低，則做空高，如果不能走高，則做空低。為了使這種測試模式正常工作，控制系統(tǒng)需要忽略非常窄的脈沖。

圖4 - OSSD診斷程序

單個網(wǎng)絡(luò)連接可用于替換兩個 OSSD。顯然，這增加了很多復(fù)雜性，您還必須擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)最壞情況下的響應(yīng)時間。因此，許多傳感器同時具有聯(lián)網(wǎng)和OSSD輸出。它還允許給定的傳感器與各種邏輯塊輕松集成。

圖 5 - IEC 61496 系列區(qū)分點對點網(wǎng)絡(luò)連接和路由連接

出于我不明白的原因，IEC 61496系列標(biāo)準(zhǔn)在傳感器和通信接口之間插入了與安全相關(guān)的數(shù)據(jù)接口。然后，通信接口將符合IEC 61508-2中的黑色通道或白色通道原理。無論哪種方式，診斷現(xiàn)在都比OSSD輸出復(fù)雜得多。

正如我所說，OSSD 比網(wǎng)絡(luò)連接簡單得多，這在下面的警告中捕獲，來自我不記得的標(biāo)準(zhǔn)。

圖 6 - 來自未知標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)于使用通信接口而不是更簡單的 OSSD 有線連接的警告

自從ADI收購Maxim以來，我們有了IO-link器件產(chǎn)品組合，我必須更詳細地研究這些器件。IO-link 的信令電平也符合 IEC 61131-2，但 IO-link 可以傳輸實際的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

圖7 - IO鏈路的信號電平和波特率

審核編輯：郭婷