openSAFETY — это протокол связи , используемый для передачи информации, которая имеет решающее значение для безопасной эксплуатации оборудования на производственных линиях, технологических предприятиях или в аналогичных промышленных средах. Такой информацией может быть, например, сигнал тревоги, срабатывающий, когда кто-то или что-то прорвало световую завесу в цехе завода. В то время как традиционные решения безопасности полагаются на выделенные линии связи, соединяющие оборудование и системы управления через специальные реле , openSAFETY не требует каких-либо дополнительных кабелей, предназначенных для передачи информации, связанной с безопасностью. Это протокол на основе шины, который позволяет передавать данные безопасности через существующие соединения Industrial Ethernet между конечными устройствами и системами автоматизации более высокого уровня – соединения, которые в основном устанавливаются и используются для целей регулярного мониторинга и управления. В отличие от других протоколов безопасности на основе шины, которые подходят для использования только с одной или несколькими конкретными реализациями Industrial Ethernet и несовместимы с другими системами, openSAFETY работает с широким спектром различных вариантов Industrial Ethernet.
openSAFETY сертифицирован согласно IEC 61508 [1] и соответствует требованиям приложений SIL 3. Протокол был одобрен национальными комитетами IEC, представляющими более двух десятков стран мира, и выпущен для международной стандартизации в IEC 61784-3 FSCP 13 . [2] [3]
openSAFETY поддерживает функциональные возможности, обеспечивающие быструю передачу данных, такие как прямая связь между узлами в сети ( перекрестный трафик ), а также ряд мер, необходимых для обеспечения целостности и точности данных, например отметки времени, уникальные идентификаторы пакетов данных и другие. [4] Одной из особенно примечательных особенностей является инкапсуляция данных безопасности в кадре Ethernet в openSAFETY: [5] два подкадра, каждый из которых является идентичным дубликатом другого, объединяются для формирования полного кадра безопасности. Каждый из подкадров защищен своей собственной контрольной суммой , что фактически обеспечивает многочисленные меры защиты и уровни избыточности, гарантирующие, что любые искажения данных безопасности или другие типы ошибок не могут остаться незамеченными. [6]
В отличие от всех других решений безопасности на базе шины, представленных на рынке, которые были созданы для дополнения конкретного протокола Industrial Ethernet или семейства шинных систем, openSAFETY был разработан с учетом общей функциональной совместимости. Хотя openSAFETY был задуман Группой стандартизации Ethernet POWERLINK (EPSG) и изначально разрабатывался как дополнение по безопасности к собственному варианту Industrial Ethernet этой организации, POWERLINK , протокол безопасности больше не привязан к POWERLINK. Вместо этого его можно использовать с различными основными реализациями промышленного Ethernet, а именно PROFINET , SERCOS III , EtherNet/IP , Modbus-TCP и POWERLINK. [7] Такая широкая совместимость примерно с 90% установленных установок Industrial Ethernet в 2010 году [8] достигается за счет того, что openSAFETY работает только на самом верхнем (прикладном) уровне сети, где данные безопасности могут передаваться независимо от конкретной сети. характеристики, которые могут отличаться от одной базовой системы шин к другой. Этот подход широко известен как работа «черного канала» в разработке протоколов связи . [9]
Относительно поздно [10] openSAFETY появился на сцене в 2009 году. Он основан на своей непосредственной предшественнице технологии POWERLINK Safety, которая была первоначально запущена в 2007 году. openSAFETY привлекла широкое внимание общественности в апреле 2010 года, когда презентация на На выставке Hannover Messe в Германии были представлены четыре различные реализации решения по обеспечению безопасности, работающие в средах SERCOS III, Modbus TCP, EtherNet/IP и POWERLINK. [11] Публичная презентация и публикация протокола в открытом доступе вызвали горячие споры, с резкой реакцией как в пользу, так и против нового решения, что вызвало обширные репортажи в отраслевой прессе. [12]
После крупной презентации openSAFETY в Ганновере сторонники нового решения также читали лекции на других отраслевых мероприятиях, например, на 9-м Международном симпозиуме TÜV Rheinland в Кельне, Германия, 4–5 мая 2010 года. Выступая на этой конференции по функциональной безопасности, Доктор наук по промышленному применению Стефан Шёнеггер из австрийской компании Bernecker + Rainer Industrie-Elektronik Ges.mbH ( B&R ), соавтор и главный сторонник openSAFETY, представил ключевые характеристики нового протокола. [13] Отчеты о более поздних встречах показывают, что фокус презентаций и обсуждений протокола вскоре сместился на конкретные вопросы реализации и применимости. [14] [15]