在工業生產過程中，故障的發生可能會對生產線和工作人員造成嚴重的損失和傷害。為了保障生產過程的安全和穩定，故障安全模塊作為一種用于監控和控制設備工作狀態的重要裝置，它能夠實時檢測設備的運行情況，并在發現故障或異常情況時采取相應的措施，防止事故的發生，已成為工廠自動化中不可或缺的一部分。

圖爾克作為工業自動化領域的專家，具備眾多世界領先的創新產品與技術，故障安全類現場總線設備就是其中的代表性產品之一。近期，《直驅與傳動》雜志采訪到圖爾克現場總線系統產品經理谷雨，請他從國內產線故障安全領域所遭遇的瓶頸、圖爾克故障安全解決方案的性能優勢與應用、以及公司發展進程與未來規劃等方面進行分析與解讀。

圖爾克現場總線系統產品經理 谷雨

國內自動化產線，故障安全瓶頸凸顯

長時間以來，企業通過降本增效，優化投資回報體系，實現資金的最優配置，是其可持續發展的重要運營模式與工具。在談到故障安全領域，大多數企業用戶所遭遇的困境與需求點時，谷雨分析到國內產線普遍存在“安全設備分散，需要長距離布線到控制柜 ，改造工位增加安全設備或者安全點數較少情況下，故障安全PLC性價比低，安全繼電器接線復雜，且無法實現復雜邏輯”等諸多困境。

結合自動化產線實際技術場合與現狀，谷雨進一步闡述到以往故障安全類產品存在以下四方面應用瓶頸：

首先是機柜建設成本高。盡管包括以太網在內的不同現場總線系統都帶有安全選項，但在控制柜中的絕大多數組件都采用IP20預設。因此眾多客戶不得不將安全相關傳感器和執行器的所有信號走線到控制柜或子配電單元內，再接到I/O模塊，這對機柜建設增加了成本。

其次是安全設備分散、且需要長距離布線。客戶現場總是同時出現大量不同的標準和安全信號，且沒有控制器同時引入兩種信號，安全信號必須緊隨標準信號引入控制器，為此客戶只能以點對點的布線或單獨安全控制器的替代方案，需要大量布線。

再次是改造工位增加安全設備或者安全點數較少情況下，備貨成本高。在非常多的應用中，某個工位會存在大量標準I/O信號，安全信號數量很少且非常分布地存在，客戶只能同時采購純標準模塊和安全模塊。

即便如此，雙重的采購成本也沒有得到充分發揮，客戶現場的安全IO和普通IO獨立配置的，導致每個IO模塊上都可能出現未使用的端口，每個模塊都存在一些被浪費的通道。

最后是實現故障安全PLC性價比低。在傳統的CIP Safety和PROFIsafe 應用中，需要在系統中使用價格昂貴的安全型PLC，甚至在編寫安全控制程序時，還需要安全軟件及其成本較高的軟件授權;此外對于用戶來說，安全PLC 功能非常強大，適合相對比較復雜安全程序。如果僅僅需要非常簡單的安全邏輯控制，在系統中使用安全PLC 雖然可以滿足要求，但是增加其較高的成本卻只是使用很少的功能，未免造成投資和回報的不成比例。

創新產品助力優化投資回報

針對以上痛點與難點，谷雨介紹到圖爾克的混合型故障安全模塊 TBPN 和 TBIP分別用于 EtherNet/IP的 CIPSafety 以及 Profinet—Profisafe，該款混合型故障安全模塊為首款將標準IO和安全IO輸出，創新地集成到同一模塊的現場總線產品，可以靈活地適應機器的實際信號要求，也可作為遠程安全控制器使用。

安全功能還可以在不連接安全PLC的情況下進行配置和測試，安全防護等級達IP65/IP67/IP69等，適用于嚴苛環境。通過圖爾克 Safety Configurator 軟件以圖形化的方式將編寫安全控制程序，并且該安全程序直接在TBPN/TBIP 模塊中運行，即TBPN/TBIP 模塊作為一個現場安裝的安全PLC 來使用，而無需投入較高的成本在系統中增加安全PLC 及其軟件，同時因為減少了在通訊網絡中信號的傳輸及時間，大大縮短了系統的響應時間，而這對于安全系統來說是至關重要的。

此外，混合型故障安全模塊可以實現分布式工廠和模塊化機器概念，使其可以在無需柜體防護的情況下，直接安裝在設備表面上。在安全方面 ，混合模塊提供兩個安全輸入，用于連接諸如安全光幕或者急停按鈕之類的安全傳感器 。兩個額外的安全通道可作為輸入或輸出。

在標準I/O側，連接非安全相關信號的四個通用輸入/輸出可切換至高達2A。此外，兩個I/O還可連接到IO-Link主端口，結合圖爾克的IO-Link分線盒，用戶可以連接多達32個額外的I/O。標準通道以及TBPN/TBIP的IO-Link通道可以在安全相關應用中內部斷開，從而大大簡化輔助驅動器和電磁閥的接線。

圖爾克已經開發出強大的安全模塊，擴展溫度范圍-40°-70°。混合模塊完善了圖爾克的安全產品組合 。除了具有 IP20和 IP67保護功能的安全I/O技術和緊湊型安全控制器 ，它還包括安全感應 ，磁性和電容接近開關 ，光幕，雙手控制器，緊急停止按鈕和安全位置開關。

為了避免故障產生時所造成的直接經濟損失，圖爾克TBPN/TBIP模塊都配置了可插拔的記憶棒，如模塊需要更換，只需要拔出故障模塊中的記憶棒，再將記憶棒插入到新模塊中，通電后，配置數據會被自動傳送到新模塊內，無需任何更改，即可立刻恢復運營。

總體而言，圖爾克IP67故障安全模塊，集成內部安全邏輯功能可與非故障安全PLC配合使用，從而實現現場就近安裝、減少布線、不增加故障安全PLC，從而不僅使客戶減少庫存成本、減少設備數量、簡化客戶系統維護和檢修成本，同時這些產品還可以根據所處生產階段中自動“配置”自己所需的現場總線協議進行管理與監測。

在具體應用方面，谷雨談及汽車制造業中的相關設備供應商，例如車體生產或機器人應用環節，是圖爾克故障故障安全模塊的主要客戶群體。

事實上，故障安全技術已經基本成為貫穿生產制造工藝的標準需求。圖爾克故障安全模塊支持PROFINET或Ethernet/IP通訊網絡，已經在設備制造及工廠架構(造紙機械、木工機械)，輸送及倉儲設備以及物流系統等這類客戶的業務中取得了較大的成果。

憑借寬泛的工作溫度和高達IP69K的防護等級，這類產品同樣適用于移動設備領域，例如旋轉塔吊起重機或建筑工程機械。盡管，這類設備中還廣泛應用CANopen通訊，但是憑借通訊確定性技術，工業以太網已經逐漸成為這類設備的新常態應用模式。

強化本地化制造與服務

長期以來，圖爾克始終致力于成為智能傳感器技術和分布式自動化理念推動者的角色，確保相關生產數據(從傳感器到云端)的可靠檢測、傳輸和處理，不僅提供靈活的I/O解決方案，還提供包括傳感器、現場總線、HMI、RFID、控制器、云、接插件和接口技術領域等在內的設備硬件和相關軟件，并進行針對性的模塊化設計與實施，為機器帶來智能化體驗，服務客戶包括汽車、運輸、食品包裝，化工、制藥行業、移動機械、內部物流或包裝等全國各行業。

作為第一批在國內投資設立全資公司的企業，圖爾克率先將先進的歐洲自動化技術引入中國。據谷雨回顧到，1994年圖爾克正式扎根中國，開啟“零距離”服務國內用戶的直銷服務體系，2004年圖爾克在天津西青開發區籌建集生產、銷售和工程于一體的現代化廠房，并為客戶提供定制化及工程工業服務，開啟全方位服務中國客戶的自動化進程。

在即將跨入中國的第三個十年間，為更大化地滿足國內細分行業與區域的工業需求，圖爾克中國公司分別在北京、上海、廣州、武漢、沈陽、無錫、成都、西安等二十多個城市設立辦事處，積累了為上萬家國內客戶提供專業的產品和服務的實際經驗與案例。歷經近30年的穩健發展，集生產、銷售、系統集成、工程服務為一體的圖爾克中國公司，已逐步發展成為圖爾克集團在亞太地區的生產及銷售中心。

伴隨國內設備產線用戶不斷提升安全意識，安全PLC、安全總線、安全光柵等工業安全類光電傳感器設備不斷完善。展望未來，谷雨表示圖爾克也將進一步擴大本土化措施，將更多傳感器、總線線纜、TBIL分線盒等產品實現本地國產化生產與制造，憑借先進的生產技術、豐富的全系列產品的研發、和遍布全球的銷售服務網絡所積累的行業經驗，通過高效而標準化的產品，提供量身定制的自動化解決方案。

結 語

2023年以來，在終端市場需求疲軟以及全球產業鏈重構等因素的綜合影響下，整體企業的生存壓力增大，行業“內卷”現象加劇，谷雨表示在低迷的全球經濟環境下，圖爾克也無法避免地面臨客戶端需求下降，客戶退單退貨等實際難題。基于此，圖爾克根據客戶需求，改進產品性能，優化產品結構等方式幫助企業用戶降低采購、庫存、安裝成本，并提升運營安全性，將更多德國高端技術與產品推向國內市場，助力向高端制造邁進。