近日，施耐德電氣隆重發布了Modicon M580 Safety ePAC安全控制器，這是繼2013年首次發布M580 ePAC和2016年發布冗余版控制器昆騰+ ePAC之后，施耐德電氣在大型高端PLC產品線上的又一力作。
那么，施耐德電氣為何在已經有了單機版和冗余版的產品后，還要推出這款安全控制器呢？Modicon M580 Safety ePAC有哪些特色，又將給用戶帶來什么價值？為此，CONTROL ENGINEERING China采訪了施耐德電氣工業事業部產品市場經理賈德勝，請他來談談這款PLC的定位和價值。
創新設計實現前所未有的安心保障
安全PLC通常是為特殊用途的控制系統而設計的，用于關鍵型控制和安全型應用。與普通PLC不同，最新發布的M580 Safety ePAC不僅可提供普通PLC的功能，處理常規過程控制程序，更可以處理安全程序，實現專業的安全控制功能。
由于安全PLC具有獨特的“冗余+比較”工作方式、全面細致的自檢測與自診斷、以及能夠構建安全控制回路等特點，所以即使穩定性再高、性能再強的普通PLC也不能替代安全PLC來使用。與此同時，快速發展的工業環境也引發了日益強烈的市場需求，包括高性能的系統架構及使用靈活性、操作簡易性，而在此基礎上，現場設備的運行速度與效率得到大幅提升，如何在保持設備高節奏連續運轉的同時，降低工廠生產過程中的安全風險，受到了越來越多的關注。這就是施耐德電氣為何要在M580 ePAC這款高端PLC發布之后再推出M580 Safety ePAC安全控制器的原因。
那么，作為施耐德電氣最新發布的安全PLC，Modicon M580 Safety ePAC又有哪些創新設計來實現更高的安全特性呢？賈德勝為此做了詳細解讀。
首先，M580 Safety ePAC擁有兩個CPU模塊，一個為主處理器一個為協處理器，通過這兩個獨立的控制器各自完成獨立運算并協同處理、交叉檢測，每個處理器的處理結果儲存在各自內存中，只有運算結果完全一致時才會進行輸出，確保系統更加安全可靠。常規來講，單機標準控制系統可用性原則上只能做到99%，但M580 Safety ePAC做到了安全可用性達99.99%，這意味著系統可靠運行的程度大幅提高。
其次，M580 Safety ePAC首次將通常在高端服務器上使用的帶自動糾錯功能的ECC內存引入到了PLC之中，這種專業的內存糾錯機制保證了所存儲的數據絕對安全、可靠。而且，M580 Safety ePAC繼續沿用了MRAM這種M580 ePAC開始使用的存儲芯片，不需要后備電池和儲能器件，就可以長期地、安全可靠地保障CPU里保存的程序數據、過程信息，不會因為掉電丟失。
當然，除了這兩點重要安全保障外，Modicon M580 Safety ePAC還有更多細節上的創新設計來保證安全。比如采用帶診斷功能、可自動智能切換的專業冗余電源，當其中任何一個出現問題，可以自動切換到另一個電源，通過雙總線的以太網背板直接給CPU供電。再比如，M580 Safety ePAC還使用了滿足ATEX需求、可抵御惡劣現場環境的專用涂層，并且還兼容X80 IO平臺的所有模塊，安全輸入輸出模塊都經過專門安全設計，而且支持熱插拔。
由于安全PLC是用于關鍵設備和應用的保護，所以安全PLC的設計、制造和安裝的標準要求非常高，需要得到相關權威安全機構的認證。根據獲得的安全認證等級，也足以看出該安全PLC的安全性能。
那么，經過這么多創新的安全設計，M580 Safety ePAC的安全性能究竟如何呢？不妨來看看它獲得了哪些權威認證。
“M580 Safety ePAC已經獲得了SIL3等級的功能安全認證和Cat.4/Ple機械安全認證。” 賈德勝自豪地說，“M580 Safety ePAC用了很長的時間在做嚴格的內部驗證流程及認證，確保正式發布后的產品用戶可以安心使用。”
兼具信息安全和功能安全“雙保險”
安全PLC中的安全通常是指功能安全，M580 Safety ePAC是一款專業的安全PLC，但其不僅有SIL3等級的功能安全，而且在信息安全層面也做得相當優秀。在M580發布之初，就有了一個ePAC的稱號，這里的“e”代表以太網，它的涵義是可深度集成以太網的可編程控制器，由于要實現真正的一網到底，所以在M580 ePAC身上，已經特別強調了信息安全。
比如，M580 ePAC系列只有一個雙核處理芯片，其中一個核專門做系統控制程序的管控，另一個核則專門負責通信的管理，所有通過以太網接口或者外部通信模塊進行交互的通信數據都是在RAM里以以太網報文的形式存儲，然后以太網報文直接可以被內核調用，這種設計架構相比傳統的一個處理器加一個通訊協處理器，具有更高的安全性。再加上在整個網絡通訊層，ePAC引入IP Secure功能，并設置黑白名單制度，可通過Unity Pro對這些信息安全功能進行配置及部署，真正實現了基于原生安全的一網到底。
“作為基于M580 ePAC的安全控制器，M580 Safety ePAC傳承了M580 ePAC的信息安全特性，再加上特有的功能安全設計，使得M580 Safety ePAC可以兼具功能安全和信息安全，形成保障系統功能安全與信息安全的‘立體防護’。”賈德勝說道。
賈德勝接著介紹說，在信息安全方面，M580 Safety ePAC已經擁有了國際國內權威機構一系列嚴苛的認證。2013年，施耐德電氣M580 ePAC發布后，就拿到阿基里斯Level 2的信息安全認證；2016年，ePAC獲得了中國權威工業控制系統信息安全測評機構國家信息安全測評中心的信息安全認證；而在2017年10月7日，施耐德電氣拿到了認證苛刻程度極高的法國CSPN信息安全認證。
“對于M580 Safety ePAC與外界相連的IIoT部分，我們通過信息安全的強大防護功能使得跟外部溝通順暢的同時，不必再像以前一樣地小心謹慎地擔心信息安全的事故發生，再加上本地的功能安全，我們稱之為雙重安全，這也是這一代安全控制器里面相當優秀的一個特性。” 賈德勝補充說道。
實現過程控制和安全控制合二為一
隨著社會的發展，生產過程中人員和關鍵設備的安全越來越受到制造企業的重視，特別是當前全球制造業都在走向萬物互聯的智能制造時代，安全保障顯得更加迫切和重要。因此，無論是機器設備，還是生產流水線都越來越多的需要專門的安全系統來保證安全。
通常，為了保證安全，在機器控制、生產線控制和過程控制領域，安全控制和常規過程控制采用互相獨立的控制器。而M580 Safety ePAC的誕生，將給過程控制和安全控制的合二為一帶來可能，這也是M580 Safety ePAC的價值所在。
賈德勝對此表示，由于M580 Safety ePAC既有M580 ePAC強大的性能，又同時兼具信息安全和功能安全，所以用戶不再需要將安全控制和過程控制分隔開來布置，而是將常規過程控制和專業的安全控制合二為一，在一個系統里面全面實現。這樣給用戶帶來的價值是，一方面使得整個系統的設計、集成到后期運維變得更加簡單、方便、快捷，工藝管控過程更加高效，另一方面用戶在達到安全目標的同時可以盡可能地減少工程投資成本，并縮短從系統開發到產品上市的時間周期，而且在未來整個控制系統和上面的企業級、工廠級的系統進行工業互聯做精細化管理的時候，不用再擔心這個系統的信息安全問題。
當然，M580 Safety ePAC并不是為取代M580 ePAC而生，與昆騰+ ePAC的應用場合也完全不同。首先，并不是所有的工藝控制都需要用到安全控制，只是在關鍵設備和高危場合才需要用到M580 Safety ePAC這樣的安全控制器。其次，昆騰+是冗余版的M580 ePAC，是指為關鍵設備和工藝控制穩定性和連續可靠性，準備了兩套控制系統，一套有問題時另一套無間隙切換，并不會像安全控制器一樣在遇到故障時，立即停機或者發出保護人員和設備安全的指令。
另外，M580 Safety ePAC與施耐德電氣的Triconex過程安全系統的定位也完全不同，M580 Safety ePAC是應用在原本用普通PLC來做控制的場合，而Triconex主要應用于安全儀表控制系統（SIS）、火與氣體系統保護（F&G）、高完整性壓力保護系統（HIPPS）、關鍵流程/批次控制等過程行業整個工廠級的安全運行系統。
至于M580 Safety ePAC主要的應用行業，賈德勝表示，除傳統的油氣、煉油、石化等高危行業外，還包括能源、交通等涉及到國家戰略的行業，以及汽車制造、化工、物流、起重、危廢處理、冶金和食品飲料等行業。
“作為施耐德電氣EcoStruxureTM三層架構中邊緣控制層的全新代表性產品，Modicon M580 Safety ePAC的發布，不僅補全了Modicon ePAC家族從單機、冗余、到安全產品的進階，更是施耐德電氣關乎安全理念的又一次升級，使得施耐德電氣高端大型PLC得以延伸到每一處標準、開放的以太網，為客戶創造安全穩定、高效運營的卓越價值，助力企業數字化轉型和推進智能制造。”賈德勝最后總結道。