與信息技術(shù)（IT）和運(yùn)營(yíng)技術(shù)（OT）一樣，將安全系統(tǒng)與非安全系統(tǒng)集成到同一個(gè)系統(tǒng)中，可以提高靈活性和可擴(kuò)展性，更好地從多個(gè)系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，并提供更多的定制化機(jī)會(huì)。最重要的是，由于在更多方面采用了安全技術(shù)，可以為運(yùn)行人員和工廠人員提供更安全的工作環(huán)境。 

輸入 / 輸出（I/O）設(shè)備中的可編程安全設(shè)備，可以集成到主機(jī)控制體系結(jié)構(gòu)中，使這種融合成為可能。這些 I/O 終端具有集成的安全邏輯，并且可以通過(guò)共享背板或以太網(wǎng)電纜與基于 PC 的控制器進(jìn)行通信。EtherCAT 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，為安全系統(tǒng)技術(shù)融合創(chuàng)造了更多機(jī)會(huì)，例如內(nèi)置診斷程序和對(duì)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線的支持。這種方法與以前的體系結(jié)構(gòu)有所不同，在先前的體系結(jié)構(gòu)中，安全系統(tǒng)和非安全系統(tǒng)各自保持獨(dú)立。融合技術(shù)使機(jī)器能夠維持安全完整性等級(jí)（SIL）標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)提供更多的定制化優(yōu)勢(shì)。 

要了解這種融合是如何工作的，以及它為什么具有這些優(yōu)勢(shì)，需要考慮 3 個(gè)等級(jí)的安全技術(shù)及其在生產(chǎn)車間的作用。

傳統(tǒng)的基本安全方法將安全系統(tǒng)與機(jī)器控制平臺(tái)分開(kāi)。這些安全裝置包括繼電器和開(kāi)關(guān)，一旦觸發(fā)，它們會(huì)切斷機(jī)器或模塊的電源。盡管它們不需要編程，但是必須通過(guò)硬連線將其直連到每個(gè)模塊和其它安全設(shè)備上，以確保當(dāng)一個(gè)設(shè)備跳閘時(shí)整個(gè)機(jī)器或生產(chǎn)線能夠停止運(yùn)行。安全繼電器的安裝和接線非常耗時(shí)費(fèi)力，大型機(jī)器更是如此。 

安全繼電器和其它基本設(shè)備通常是不可配置的，因?yàn)樗鼈儧](méi)有網(wǎng)絡(luò)連接。他們無(wú)法與可編程邏輯控制器（PLC）通信，也無(wú)法提供超出其LED 指示燈顯示范圍的性能數(shù)據(jù)或診斷信息。多年來(lái)，這曾是唯一可用的工業(yè)安全系統(tǒng)，它能滿足保護(hù)運(yùn)行人員和設(shè)備的最低要求。但是，在智能工廠和工業(yè) 4.0 時(shí)代，基本的安全要求并未跟上行業(yè)發(fā)展的步伐。由于它需要更多的調(diào)試工作，因此實(shí)施效率低下，而且為工人提供的技術(shù)保障程度較低。

獨(dú)立式安全控制器可擴(kuò)展并提供一些可編程邏輯，但是，這類系統(tǒng)需要額外的工程設(shè)計(jì)工作。此方法支持安全設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能，并提供了更好的診斷方法，以便進(jìn)行故障排除，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)安全系統(tǒng)和非安全系統(tǒng)的融合。 

與基本安全技術(shù)一樣，安全控制器在物理上與機(jī)器控制器保持隔離。盡管兩者都包含邏輯處理，但是安全控制器和 PLC 僅支持異步通信，這意味著無(wú)法從安全系統(tǒng)獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)以進(jìn)行分析。安全設(shè)備還使用與機(jī)器控制邏輯不同的軟件；多個(gè)軟件包所需的培訓(xùn)和維護(hù)，也會(huì)降低調(diào)試和故障排除的速度。

具有可編程安全 I/O 端子的集成安全系統(tǒng)，正在經(jīng)歷更大的技術(shù)融合。安全端子的外觀呈黃色。在內(nèi)部，具有冗余電路和微控制器，可最大限度的提高可靠性并符合 IEC 61508和 DIN EN ISO 13849-1 安全標(biāo)準(zhǔn)。這些設(shè)備與非安全終端均安裝在標(biāo)準(zhǔn) I/O 端子中，并且可以通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)（如 EtherCAT）進(jìn)行通信。集成安全系統(tǒng)可以擴(kuò)展到 I/O 端子之外，以在現(xiàn)場(chǎng)組件中實(shí)現(xiàn)安全邏輯，例如具有內(nèi)置安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉（STO）和安全停止 1（SS1）功能的伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)。該方法使用與機(jī)器控制相同的工程環(huán)境，并為分布式安全網(wǎng)絡(luò)提供了靈活性。

可編程的 I/O 模塊還可以支持單通道安全。這些模塊具有實(shí)現(xiàn)安全通信協(xié)議的必要固件，使工程師（尤其是流程行業(yè)的工程師）可以為不同的應(yīng)用設(shè)置可接受的條件參數(shù)，例如溫度監(jiān)視、液位感知、速度測(cè)試和壓力監(jiān)視。 

這些安全終端的外部帶有黃色條紋，以區(qū)分 I/O 段中的單通道模擬技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字安全終端。專用的單通道終端還可以將 I/O 用于安全任務(wù)。

在當(dāng)今的制造環(huán)境中，由于更多地使用機(jī)器人技術(shù)、復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備和自動(dòng)駕駛汽車，因此集成安全至關(guān)重要。現(xiàn)代工廠需要簡(jiǎn)單的安全設(shè)備，例如急停按鈕、光幕、安全開(kāi)關(guān)墊和雙手控制器等等。 

具有標(biāo)準(zhǔn)安全功能塊的基于 PC 的自動(dòng)化軟件，使工程師可以創(chuàng)建必要的程序，以保護(hù)在這些環(huán)境中工作的工人和設(shè)備。在運(yùn)行期間，基于 PC 的機(jī)器控制器和安全控制器可以相互監(jiān)視。

這種融合的結(jié)果是可以提供更好的性能數(shù)據(jù)和診斷功能。由于安全系統(tǒng)已連接到PLC，因此可以在人機(jī)界面（HMI）上顯示該信息。盡管與基本安全系統(tǒng)相比，需要進(jìn)行更多的編程，但集成系統(tǒng)簡(jiǎn)化了調(diào)試。它們還消除了由多編程環(huán)境、額外的網(wǎng)絡(luò)以及將每個(gè)設(shè)備與其它設(shè)備通過(guò)硬接線連接所帶來(lái)的復(fù)雜性。對(duì)于基于 EtherCAT 的設(shè)備，可使用通過(guò) TüV 認(rèn)證的 Safety over EtherCAT (FSoE =FailSafe over EtherCAT) 協(xié)議進(jìn)行通信。