安全101®｜安全光幕與非安全光幕的區別是？
http://www.199rrr.com 2020-04-22 10:18 來源：廣州市西克傳感器有限公司
在上一期的《安全101｜NPN的光幕安全嗎？》中，小林老師從原理上解釋了NPN光幕為什么不安全的問題，同學們發現，原來光幕的類型也對設備的安全有著很大的影響。
這一次，他們決定深入地聊一聊“安全光幕”中“安全”這兩個字……
我們都知道安全光幕由發射+接收組成，然而它就僅僅是一排光電開關并列而成的嗎？
No，no，no！
安全光幕可是走“芯”的！
安全光幕很重要的一點就是它的“芯”及其監護器。二級安全光幕均由一個CPU“芯”作為控制單元，它能夠判斷出“光信號正常”、“光信號中斷”、“設備故障”等各種情況，并輸出相應的指令。
但是安全光幕在現場工作中，常常會因電壓不穩，或電磁干擾，造成程序運行錯誤，且有可能使CPU“芯”的運行陷入死循環，導致整個系統陷入停滯狀態，發生不可預料的后果，例如人手伸入光幕保護區而光幕卻沒有反應。因此它還需要一個監護器，定時監控它的“芯”跳，俗稱“看門狗”。
二級光幕不管是發射端還是接收端，其控制單元均由一個CPU“芯”作為控制單元，在接收光輸入信號處理后將其輸出。而它的監護器就是在嵌入式控制系統中確保安全的功能，即“看門狗”。
看門狗其實就是一個可以在一定時間內被復位的計數器。基本功能是在發生軟件問題和程序跑飛后使系統重新啟動。
它的工作流程為：當看門狗啟動后，計數器開始自動計數，經過一定時間，如果沒有被復位，計數器溢出就會對CPU產生一個復位信號使系統重啟（俗稱“被狗咬”）。系統正常運行時，需要在看門狗允許的時間間隔內對看門狗計數器清零（俗稱“喂狗”），不讓復位信號產生。如果系統不出問題，程序保證按時“喂狗”；一旦程序跑飛，沒有“喂狗”，系統就會“被咬”復位。
這就好比你的身邊有一只時刻饑餓的狗，你不按時給它肉吃，它就會吃你的肉，當你被吃了，你也就“掛”了（即光幕出現故障并停止工作），隨后投胎轉世（即故障清除后重啟），徹底重新做人。而不幸的是，來世你還得繼續“喂狗”。
▲ 系統正常運行時
▲ 系統出問題，程序跑飛
看門狗這個自我檢測的控制機制是安全光幕區別于非安全光幕的一個核心功能。正是由于有了這個功能，二級安全光幕在錯誤診斷功能方面能達到相應的PL c級，如錯誤失效率為3.1 × 10-8的錯誤診斷能力。
除此以外，安全光幕對光束發散角也有一定的要求，二級安全光幕的光學發散角為+/-5度，防止因光束發散角過大，遇到反射物時造成盲區（見下圖），而非安全光幕往往沒有類似的要求，或者不能達到IEC 61496相應的標準要求。所以非安全的光幕實際上并不能滿足安全功能。
▲ 光幕的光束發散角過大，光束在鄰近物體的反射下繞開了闖入人員
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