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邢东
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功能安全与网络
机器人
Tom-M
写完关于机器人、协作机器人和移动机器人(功能安全与人工智能 )的功能安全要求的博客之后,我认为谈谈网络的功能安全要求会很有意思。这两个主题是相互关联的,因为大部分机器人都会联网,机器人是工业4.0的重要组成部分。
IEC 61508中提到网络的地方不多,仅IEC 61508-2:2010第7.4.11条提供了一些指导,其中提出了白通道和黑通道方法,并让用户参阅IEC 61784-3或IEC 62280系列。使用白通道方法,包括两端
通信
设备在内的整个网络都按照相关功能安全标准进行开发。这将涉及到很多工作,并且会限制标准网络组件的使用。更常用的方法是使用黑通道,关于通道不做任何假设,通过应用软件中的附加SCL(安全通信层)来处理安全事宜。此SCL是按照安全标准开发的,但通信系统中的其他部分完全是标准组件。下图摘自IEC 61784-3标准。
IEC 61784-3是现场总线标准,IEC 62280系列(也称为EN 50159)涵盖了列车。EN 50159给出了一系列威胁,并列出了针对这些威胁的可能防御措施。对于每种威胁,SCL必须实施至少一项防御措施,参见下文。
为了机器的安全,超时防御措施特别值得关注。它有效地实现了一个看门狗定时器,因此,假如一个机器人没有收到通信,那么经过指定的时间间隔之后,它就会将机器人置于安全状态。
另外,EN50159的表B.2很有意义。它列出了各种类型的网络,并将每种威胁标识为可以忽略、需要某种保护或需要强有力的对策。1类网络可以被认为是机器人或协作机器人内部的封闭网络,或者可能是模数转换器与本地微控制器之间的接口。1类网络具有已知且固定的最大用户数量,未授权访问的机会有限。另一方面,3类网络比如可能无线网络之类的东西,与有线网络相比,这类网络通常具有更多未授权访问的机会。
白通道方法并未广泛使用,但我不知道诸如TSN(时间敏感网络)等新要求是否会改变这一点。这很适合作为未来博客的一个主题。
我努力寻找与功能安全和网络相关的优秀视频——这次比平常更难找到。
其实,本周有一个附赠视频,讨论如何判断CRC是否足够好。它介绍了如何将CRC的Hamming距离、网络的预期误码率、每秒传输的位数和所需的SIL级别结合起来,以确定CRC是否足够好,满足IEC 61508或ISO 13849的PFH要求——请观看视频【Is my CRC Good Enough?】
http://www.analog.com/en/educati ... eos/459242749700...
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