对于机床行业而言，安全是未来必须考虑的，因为这不仅仅是人身安全，更为重要的是进入新市场的准入证，欧盟将在未来提高机器安全的进入标准，所以企业必须满足安全认证的要求，否则将会失去市场，而基于总线的安全技术带来更为安全生产的同时，也满足了生产效率的需求。

在机器控制领域，大量的旋转设备及动能和势能均会对操作人员产生潜在的安全风险，这对于机床行业尤为重要。转塔冲床、大型剪板设备、锻压、切割（水射流切割、激光切割等）、折弯、研磨设备会产生高速的旋转部分和刀具，机器人运动空间里的末端处于较大范围时，这些情况均可能会给进入工作区的人员带来伤害。传统管理上，通过规范人员的操作和作业流程来确保人身安全，但是依赖于人的经验和规程无法从根本上解决问题，另外也无法确保未经训练的第三方人员的安全。

生产与安全的平衡

机床工具传统上通过设置急停开关的方式来进行快速停车，但是，这种方式仍然无法检测那些到达工作区的人员，因此在工作区加入了安全光幕产品，当人员进入工作区域则产生对机器的停机命令，以确保人员的安全。然而，随着电气控制越来越复杂，包括大量的运动控制单元的加入，以及生产设备的联线集成，使得生产系统变得更为庞大，停机变得难以承受，制品损耗和重新启动带来的诸多生产问题必须予以考虑，因此必须寻求更为智能的解决方案，在生产的连续性和人身安全之间寻求平衡。例如：如何更好的实现停机——按照什么样的顺序能够在确保安全的情况下而不影响正常的生产且不对机器设备造成损害，这也是需要平衡的因素，当生产系统改变时，如何调整？当发生安全问题时，如何通过数据分析来确定问题产生的根源？

传统继电器逻辑的安全系统显然已经无法适应更为复杂的生产需求，因此必须寻求新的解决方案。

对于安全系统的设计，IEC定义了基本的安全标准IEC61508，目前已经广泛应用于各个工业领域。作为基础标准，IEC61508为安全系统定义了基本定义、范围、原则和设计流程的国际规范，应用于欧盟的EN13849和IEC62061均是针对机器的安全标准，也为机床行业所采用。继电器逻辑和总线安全技术的各项比较如上表所示。

安全意味着全新的设计理念，它完全不同于传统意义上的电气系统设计流程与理念，是一个真正意义的“全生命周期”系统。它必须严格定义安全系统风险评估、系统设计与编程、测试、维护、升级以及拆除等，在每个流程必须确保文件的完整性以及每件任务的授权通过机制——确保是经过培训和认证的安全工程师控制下的系统设计，并且必须经过专业的认证机构评估，风险评估、安全设计、产品与组件必须满足安全标准，人员必须经过安全机构认证，系统通过安全系统认证，这是一项巨大的投入。

风险评估

风险评估是安全系统的最为关键的一环——事实上，在安全系统的各个阶段是不存在“最”重要的，每个环节均是相同重要的。尽管如此，如果风险评估阶段未能对潜在的风险进行全面的评估，那么后续一切设计将仍然会产生不可避免的潜在安全风险。

对于机床工业而言，必须为潜在的诸如误操作、通信故障、系统电气故障、机械故障等所有潜在的安全风险进行全面的评估，这包含了伤害的程度、概率、伤害环境等，风险降低的可能性、重复性以及干预的可能性等。

安全一致性等级

硬件容错（HFT）与安全故障概率（SFF）是IEC62061定义的电气系统安全评估的重要指针，HFT采用了1oo1、1oo2、1oo3、2oo3等安全设计的等级要求，据此定义安全级为SIL1，2，3——针对机器安全而言，通常设计SIL3级为最高。

EN13849则从设备与元器件的质量MTTF、质量故障检测、共因失效观察等角度来定义安全所需达到的级别，共分为PL a，b，c，d，e五个级别，对于机器安全通常设计PL e为最高。

上述是针对安全系统组件的评估和设计而言，而后续则是具体根据系统来开发安全逻辑、验证安全逻辑以及验收等，对于机床行业，则需根据行业机器本身的特点和机器生产运行的规律来设计安全系统。

总线型安全系统的过渡

与传统安全继电器不同的是，新的基于总线的安全系统快速发展，包括B&R的openSAFETY、SIEMENS ProfiSafe，来自德国Bosch Rexroth的SERCOSIII Safe和Rockwell AB的CIP Safe，这些不同厂商所推出的安全总线技术来源于其各自的实时通信技术，这为安全应用提供了快速的响应能力。

比如已经投入使用的SIEMENS F系列PLC及B&R SafeLOGIC等，基于总线的安全技术更为智能，而且能够实现更多的诊断、调试和远程维护等功能，相较于继电器逻辑，其响应速度通常为数个毫秒，因此未来总线型安全技术必然成为趋势。

智能安全响应

2011年，来自奥地利的贝加莱提出了智能安全响应（Samrt Safe Reaction），这是一个基于POWERLINK技术的安全概念，智能安全响应借助于高速的实时以太网技术，使得控制器、安全PLC、SafeMotion和Safe I/O之间构成一个完整的整体，当出现系统故障时，无需停机，而是对系统采用诸如降速或者相关部件停止工作的方法，当保障解除时系统继续运行。这样就可以不中断生产的连续性，从而避免停机带来的生产质量和重启所需的工装重新定位等耗时的工作。

智能安全响应基于微秒级的实时以太网技术，快速的响应来自安全点的故障发送至SafeLOGIC，SafeLOGIC会高速发送安全数据给SafeMotion来降低系统速度，例如将车速从10000r/min降低至100r/min，因为低速不会带给人伤害。不同的安全风险会对应不同的安全解决方案，扩展的SafeMC运动控制安全技术包括了STO、STO1、SOS、SS1、SS2、SLI、SLS、SLP、SOI等，这些均是基于运动控制的安全响应技术——基于高速的实时以太网技术，可以为生产者提供高速的安全控制，带来的优势包括：缩短制动距离，由于高速实时以太网可以在数个毫秒级上响应，可以使得制动更快，从而避免伤害；降低速度，从而避免生产停机；快速恢复，保证生产延续性；相较而言，POWERLINK安全响应可以十倍缩短安全响应时间。

安全标准的应用

尽管不同的厂商也提供了不同的总线安全技术，例如SIEMENS的ProfiSafe和Rockwell AB的CIP Safe等，通过对安全数据的可靠性传输，确保系统的安全，而openSAFETY则是一个开源的，可以运行于不同总线的更为开放和通用的安全应用协议，它采用了CANopenSafety的应用层（SSDO和SPDO），对数据进行封装和校验，并对安全出错进行处理，通过黑色通道机制，它可以运行在不同的总线，如PROFINET、Ethernet/IP、SERCOSIII、POWERLINK上，由于openSAFETY是经过TüV认证、满足SIL3的安全通信应用协议，因此，这降低了系统的开发成本，而且对于End User而言，则可以将原有公司内部不同的机器通过它实现互联，在全局实现安全，提升生产效率。

在2012年的EuroBlech上，通快展出了全新的机型TrueBendCell 7000（如图），该系统由SCARA机器人、全关节机器人、输送单元、一个折弯单元和一个刀库构成，这充分体现了系统的复杂性和互联性正在提高，整个系统采用了来自B&R的控制系统，包括了SafeI/O、SafeMotion，更为重要的是，这里还采用了全新的SafeRobotics——专为机器人而开发的安全功能设计，由于机器人的操作空间较大，因此必须在其空间内检测到人进出时机器人进行速度的降低处理，这均由高速实时以太网POWERLINK来解决。

对于机床行业而言，安全是未来必须考虑的，因为这不仅保证了人身安全，更是进入新市场的准入证。欧盟将在未来提高机器安全的进入标准，必须满足安全认证的要求，否则将会失去市场，而基于总线的安全技术带来了更为安全的生产的同时，也满足了生产效率的需求。