工业安全产品：是什么、为什么用、类别、应用、配置方法、品牌与趋势（选型中心）

是什么 → 为什么 → 类别 → 应用场合 → 如何使用/配置 → 品牌差异 → 与新技术关联与趋势。聚焦机械/装备/离散制造方向的机器安全（过程安全另行展开）。

目录

1. 1. 什么是“安全产品”
2. 2. 为什么必须使用
3. 3. 安全产品的类别
4. 4. 应用场景（怎么搭）
5. 5. 如何使用与配置（落地流程）
6. 6. 主流品牌与差异
7. 7. 功能与方案对比
8. 8. 与新技术的关联 & 发展趋势
9. 9. 快速选型清单

1）什么是“安全产品”

2）为什么必须使用

• 法规与合规：大多数地区/行业要求在投用前完成 风险评估 并满足目标 PLr/SIL。
• 本质风险降低：把“伤害概率 × 严重度”降到可接受范围，避免事故与停线。
• 生命周期经济性：更高 OEE、更易通过客户与第三方审计，减少法律/保险风险。

3）安全产品的类别

3.1 感知/输入类

• 急停按钮（E‑Stop）、拉绳开关
• 防护门开关/带锁（机械/磁编码/RFID）
• 安全光幕（Type 2/4）、安全激光扫描仪
• 安全地毯/边缘、两手按钮、模式选择开关
• 安全限位/凸轮开关、安全编码器/读头
• 安全压力/位置/速度传感、IO‑Link Safety 设备

3.2 逻辑/控制类

• 安全继电器（单功能/多功能）
• 安全 PLC / 安全控制器
• 分布式安全 I/O、网络安全网关

3.3 执行/输出类

• 安全接触器/强制导向触点模块
• 安全驱动/伺服/变频器（STO/SS1/SS2/SLS/SDI/SBC 等）
• 安全液压/气动元件（双阀、排气模块）

3.4 通信/网络类（黑通道原理）

• PROFIsafe（基于 PROFINET/PROFIBUS）
• CIP Safety（基于 EtherNet/IP/DeviceNet）
• FSoE（Safety over EtherCAT）
• openSAFETY、Safety over Sercos、OPC UA Safety（兴起）
• IO‑Link Safety（点对点安全通信）

4）应用场景（怎么搭）

• 机器人单元/柔性工站：门禁联锁 + 光幕/扫描仪 + 安全 PLC + 驱动 STO/SS1；协作机器人加 速度与间距监控。
• 冲压/伺服压力机：两手按钮 + 光幕 + 模式选择 + 机械/电气双通道。
• 包装/物流线：输送急停拉绳 + 区域扫描仪 + 分布式安全 I/O；AGV/AMR 用安全激光雷达。
• 机床/加工中心：防护门带锁（高速轴联锁） + 主轴/进给安全速度/停止。
• 危险能量隔离：气动/液压双阀冗余 + 排气模块；电气侧用安全接触器 + 驱动安全功能。

5）如何使用与配置（落地流程）

1. 风险评估：识别危险 → 评估 S/F/P → 确定目标 PLr/SIL。
2. 定义安全功能（SF）：例如 SF‑01：防护门打开→危险运动停止（SS1→STO）。
3. 选择架构与元件：ISO 13849 选类别 B/1/2/3/4 并计算 MTTFd/DCavg/CCF；或 IEC 62061 计算 PFHd/SFF/HFT。
4. 实现与配线：双通道、短路跨接检测、EDM 反馈、手/自动复位；光幕/扫描仪用 OSSD 输出；驱动接 STO/SS1/SS2/SLS。
5. 验证与确认：按 13849‑2/62061 测试停机时间、诊断、失电响应；留存回路图、计算书与校验计划。

6）主流品牌与差异

• SICK：安全激光扫描仪/光幕/编码器，模块化安全控制器。
• Pilz：PNOZ 安全继电器、PSSu/小型安全 PLC、两手/模式选择。
• Schmersal：门锁/编码式联锁、RFID 安全链，安全控制器。
• Euchner / Fortress：高等级防护门锁与钥匙联锁方案。
• Keyence / Leuze / Banner / ifm：光幕、扫描仪、区域传感。
• Siemens：S7‑1500F 安全 PLC、F‑I/O、SINAMICS 驱动安全。
• Rockwell：GuardLogix、Guardmaster、Kinetix 安全功能、CIP Safety。
• Omron：NX‑SL 安全控制器、FSoE、门锁/光幕、Sysmac 集成。
• Schneider：Preventa 安全继电器、Modicon 安全控制器、Lexium/Sercos 安全。
• B&R / Beckhoff / Phoenix / WAGO：开放式安全 PLC 与分布式安全 I/O。
• ABB（Jokab Safety）：门禁、接触器、无线急停（特定场合）。

差异维度：专长方向（传感/控制/驱动）、协议生态（PROFIsafe/CIP Safety/FSoE）、环境与认证、工程工具链、服务与交付。

7）功能与方案对比（工程关注点）

关注点	继电器方案	小型安全 PLC	中大型安全 PLC	驱动内置安全	网络化安全（FSoE/PROFIsafe/CIP）
规模/复杂度	低	低‑中	中‑高	中	中‑高
修改灵活性	低	中	高	中	高
诊断可视性	低	中	高	高	高
成本（小系统）	低	中	高	中	中
扩展/分布式	差	一般	好	好	最佳
典型应用	单机/单功能	小型工位	产线/岛式	运动系统	多控制器分布式

8）与新技术的关联 & 发展趋势

• 网络化/分布式安全：黑通道安全协议（PROFIsafe、CIP Safety、FSoE、OPC UA Safety）+ 时间同步（PTP/TSN），让安全功能跨设备协同。
• IO‑Link Safety / 安全到执行器：简化接线，实现设备级参数化与诊断。
• 驱动级功能安全增强：从STO/SS1→SLS/SLP/SDI/SBC，减少外部回路。
• 协作与移动机器人：融合视觉/雷达/力矩，支持 速度与间距监控、区域动态限速。
• 数字化验证：用数字孪生/仿真验证安全逻辑、停机时间与互锁。
• 功能安全 × 网络安全：安全控制器支持加固、审计与远维，防止恶意篡改影响安全功能。
• 无线/5G 场景（审慎）：特定条件下的无线急停/移动端安全确认，需满足认证与现场可靠性。

9）快速选型清单（不踩坑）

1. 先做风险评估 → 目标 PLr/SIL。
2. 分解安全功能（SF‑01/02/…）→ 明确触发‑逻辑‑执行链。
3. 定架构：继电器 vs 安全 PLC；集中 vs 分布式；选安全网络。
4. 器件匹配：传感（光幕/门锁/扫描仪/两手）→ 控制器 → 驱动安全接口。
5. 回路要点：双通道、EDM、复位方式、跨接检测、停机时间测定。
6. 验证与文档：计算书、测试报告、维护周期；培训与变更管理。

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