openSAFETY基础引导（一）

openSAFETY的解决方案
openSAFETY是一个经过实验验证和实践证实的系统。作为非独有技术，openSAFETY解决了以上的技术难题，并使生产者和用户实现了双赢。
应用“黑色通道原理”，openSAFETY可以用于所有现场总线、工业以太网，安全技术的生产者可以专注于一个通用的系统上，并且只需完成一个安全开发就可以用于所有标准现场总线上。这样一来成本和风险都降低了。
工厂及操作员也会从中受益。一般他们承担器械上的安全责任，但他们对于用于其中的通信系统没有提出过要求。这些通信系统的一切是器械生产商决定的。而openSAFETY可以永久给予机器操作员对于不同控制网络之间的整体安全解决方案。

对工厂中操作者有利
•对整个生产线、整个工厂都是唯一的一个完整安全标准
•适用于所有控制系统生产者
•完全符合工厂安全模块化思想
•最小研发和升级时间
对传感器生产者有利
•只需一次开发
•没有巨大风险
•最短上市时间
•开源、低成本
•有保障的互通性

2.投资的安全性
由于安全向产品的开发面对着高成本和市场相对较小这样有挑战性的条件，找到确保长期投资安全的方法，对这一领域里的系统和产品生产商来说，是绝对重要的。
对投资的保护有很多要素：可用的软硬件及它们的可靠性，法律依据的安全性，还有最重要的开发成本的范围和预算。openSAFETY对于产品生产者和终端用户来说都是一个稳妥的选择，因为这种解决方案提供了可以直接使用的安全栈，并且经过多年实际应用，有着很高信用。与使用独有技术的开发不同，这里不需要高额的开发成本，也不需要长期开发以及专家。由于openSAFETY已经是TUV认证、并被IEC 61784-3包括，开发风险也被降到最低。最后，作为用户，有一个长期且十分健全的法律依据的保障也是相当重要的。而openSAFETY正式在BSD开源许可下开放的。
使用openSAFETY可以提升4倍速度=16倍生产力

任务：
(X) 安全节点1要将数据送至安全节点2.
解决方案：
(1)安全节点1将数据发送到安全节点2.

任务：
(X) 安全节点1要将数据送至安全节点2.

解决方案：
(1)安全节点1将数据发送到EtherCAT主站
(2) EtherCAT主站将数据转发到安全主站
(3)安全主站将数据发送到EtherCAT主站
(4) EtherCAT主站将数据转发到安全节点2
交叉通信（cross-traffic）提高安全度：左侧网络可以做到对安全节点的从-从直接访问，而没有交叉通信功能的右侧必须是经过主站和安全主站才能访问的。信号传输时间放大了4倍，急停被延迟。
3.交叉通信是如何提升机器安全度的
openSAFETY只定义了应用层，而实施该安全协议的安全网络的反应时间、性能取决于所使用的数据传输协议。不同数据传输协议在可用带宽、循环周期、一些特殊功能上有所不同（诸如热插拔、安全网络上的交叉通信等）。尽管循环周期对反应时间起决定性作用，但是交叉通信是一项会对安全系统的性能起到很大提升作用的功能。
标准以太网中的一个原生功能就是交叉通信。它使网络上的节点，不必迂回至主站，直接互相通信成为可能。在安全向的网络中，交叉通信不仅可使安全控制器不处于网络中心：灾难情况下直接进行交叉通信，它也使响应时间大大缩短。由于轴的急停位移与故障响应时间和负加速的平方正相关，四倍的信号传输时间将会导致16倍的急停位移。

安全操作停止的故障响应时间：即使响应时间有微量的增加，急停距离可能会有致命的增加。

对机器生产商的好处
•可以自由选择安全传感器
•更快的响应时间
•更少的安全距离
•更高的生产力
•简便的开发和诊断
•机器指令轻松实施

三、openSAFETY原理
1. 原理
OpenSAFETY值得人们注意的是数据传输定义以及它提供的高层配置服务、尤其是对安全相关数据的封装，使之成为灵活的报文格式。实际上，在所有应用中，openSAFETY都使用统一格式的帧，无论是用于负载数据的传输，还是用于配置或时间同步信息。帧长度可变且经济，主要还是取决于要传输的数据量。网络上的安全节点自动识别其内容，即不必配置帧类型和帧长度。
自动的安全参数分配
openSAFETY的亮点之一就是自动的安全参数分配：该协议可以进行安全应用的详细配置信息的存储，例如安全控制器中的光幕。如果一个设备要换下，安全控制器会自动并准确无误地将存储的配置信息下载到换上的应用中。即，当用户换掉下一个安全设备后，用户无需手动配置新节点。
故障可靠检测
openSAFETY通过校验和来检查是否存在不完整的数据传输，以及对于数据传输率的常监视。因为循环时间是非常短的，错误几乎没有任何延迟便可检测到。由于所有数据通信的一场都能被识别，甚至非安全网络无法兼容安全向功能。
下图指出可能会发生哪些错误，并解释openSAFETY使用的用以便是和防止故障的机制。