OSSD – 传输单比特安全数据

机器安全领域之外的任何人都可能不熟悉OSSD（输出信号切换设备）。在这篇博客中，我将解释

什么是OSSD

OSSD 逻辑

将 OSSD 替换为网络连接

OSSD相关标准

希望，即使您是铁杆机器安全人员，您也会在这方面找到有用的东西。希望如果您不是一个铁杆机器安全人员，您仍然会发现它很有趣，并引发一些思考。

让我们从一个定义开始。

图 1 IEC 61496 系列的 OSSD 定义

该定义可在IEC 61496系列标准中找到，该标准涵盖了激光扫描仪，光幕，3D TOF，立体相机及其在安全系统中的使用。因此，在激光扫描仪输出端可以找到典型的OSSD，并发出有人进入某个区域，可能处于危险之中的信号，因此应该停止危险的机器。

OSSD 可以通过继电器或固态逻辑实现。如今，固态解决方案因其可靠性和可测试性而受到青睐，其逻辑值在IEC 61131-2中给出，这是PLC（可编程逻辑控制器）系列标准的一部分，这是有意义的，因为OSSD经常从传感器到PLC。

图 2 IEC 61131-2 中的 OSSD 信号电平

如果OSSD位于传感器上以检测接近机器人的人，则当没有人接近时，OSSD为ON（+11至+30V输出），当检测到人时，OSSD处于关闭状态（-3V至+2V）。关闭包括0V的事实可确保在传感器发生电源故障时机器人将停止。

因此，如果从逻辑门的角度考虑，则将两个传感器的输出与AND函数而不是OR函数相结合。如果任一输入为低电平，则 AND 门的输出变为低电平。如果任一传感器处于允许模式，则OR门的输出将很高。

注意 - 在我的脑海中，我总是把这个混为一谈。我希望机器人在传感器 1 或传感器 2 检测到人时停止。0V或24V与OR门相结合，但提供24V，不会停止机器人。

由于OSSD可能会发生故障，因此它们通常是两个并行的OSSD输出，我们需要讨论可能的故障模式。故障模式是通常的直流故障模型的各种组合，包括卡开、短路（包括与冗余 OSSD 短路相关的故障模式）。

图3 OSSD故障模型

将时间测试脉冲中的窄偏移到低可以测试上述大多数情况 – 偏移意味着关闭脉冲之间的轻微延迟，因此两个OSSD一起不低。如果两者一起走低，则检测为做空，如果不能低，则做空高，如果不能走高，则做空低。为了使这种测试模式正常工作，控制系统需要忽略非常窄的脉冲。

图4 - OSSD诊断程序

单个网络连接可用于替换两个 OSSD。显然，这增加了很多复杂性，您还必须担心网络最坏情况下的响应时间。因此，许多传感器同时具有联网和OSSD输出。它还允许给定的传感器与各种逻辑块轻松集成。

图 5 - IEC 61496 系列区分点对点网络连接和路由连接

出于我不明白的原因，IEC 61496系列标准在传感器和通信接口之间插入了与安全相关的数据接口。然后，通信接口将符合IEC 61508-2中的黑色通道或白色通道原理。无论哪种方式，诊断现在都比OSSD输出复杂得多。

正如我所说，OSSD 比网络连接简单得多，这在下面的警告中捕获，来自我不记得的标准。

图 6 - 来自未知标准的关于使用通信接口而不是更简单的 OSSD 有线连接的警告

自从ADI收购Maxim以来，我们有了IO-link器件产品组合，我必须更详细地研究这些器件。IO-link 的信令电平也符合 IEC 61131-2，但 IO-link 可以传输实际的数字数据。

图7 - IO链路的信号电平和波特率

审核编辑：郭婷