openSAFETY基础引导（一）

安全技术是一个特例
每当需要设计符合IEC61508的安全敏感产品时，开发和认证的工作量就变的相当大了。因为这包括许多方面的功能性安全，有电气的、电子的、可编程系统的等。这个领域的投资几乎十倍于非安全向的现场总线技术。而且，制造者必须拥有将各种标准实践的经验，而且在一些特殊方法和过程上必须有专业人员解决。
现在一方面是苛刻的要求和高昂的成本，另一方面该类产品的市场尚未很大成长，“系统之战”会严重阻碍未来基于总线的安全技术的发展。比如一加生产传感器的厂商决定生产安全向产品，并且符合各种不同安全协议，他们面对的人力成本和投资风险是十分巨大的。

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。