安全101®｜安全光幕与非安全光幕的区别是？

在上一期的《安全101｜NPN的光幕安全吗？》中，小林老师从原理上解释了NPN光幕为什么不安全的问题，同学们发现，原来光幕的类型也对设备的安全有着很大的影响。

这一次，他们决定深入地聊一聊“安全光幕”中“安全”这两个字……

我们都知道安全光幕由发射+接收组成，然而它就仅仅是一排光电开关并列而成的吗？

No，no，no！

安全光幕可是走“芯”的！

安全光幕很重要的一点就是它的“芯”及其监护器。二级安全光幕均由一个CPU“芯”作为控制单元，它能够判断出“光信号正常”、“光信号中断”、“设备故障”等各种情况，并输出相应的指令。

但是安全光幕在现场工作中，常常会因电压不稳，或电磁干扰，造成程序运行错误，且有可能使CPU“芯”的运行陷入死循环，导致整个系统陷入停滞状态，发生不可预料的后果，例如人手伸入光幕保护区而光幕却没有反应。因此它还需要一个监护器，定时监控它的“芯”跳，俗称“看门狗”。

二级光幕不管是发射端还是接收端，其控制单元均由一个CPU“芯”作为控制单元，在接收光输入信号处理后将其输出。而它的监护器就是在嵌入式控制系统中确保安全的功能，即“看门狗”。

看门狗其实就是一个可以在一定时间内被复位的计数器。基本功能是在发生软件问题和程序跑飞后使系统重新启动。

它的工作流程为：当看门狗启动后，计数器开始自动计数，经过一定时间，如果没有被复位，计数器溢出就会对CPU产生一个复位信号使系统重启（俗称“被狗咬”）。系统正常运行时，需要在看门狗允许的时间间隔内对看门狗计数器清零（俗称“喂狗”），不让复位信号产生。如果系统不出问题，程序保证按时“喂狗”；一旦程序跑飞，没有“喂狗”，系统就会“被咬”复位。

这就好比你的身边有一只时刻饥饿的狗，你不按时给它肉吃，它就会吃你的肉，当你被吃了，你也就“挂”了（即光幕出现故障并停止工作），随后投胎转世（即故障清除后重启），彻底重新做人。而不幸的是，来世你还得继续“喂狗”。

▲ 系统正常运行时

▲ 系统出问题，程序跑飞

看门狗这个自我检测的控制机制是安全光幕区别于非安全光幕的一个核心功能。正是由于有了这个功能，二级安全光幕在错误诊断功能方面能达到相应的PL c级，如错误失效率为3.1 × 10-8的错误诊断能力。

除此以外，安全光幕对光束发散角也有一定的要求，二级安全光幕的光学发散角为+/-5度，防止因光束发散角过大，遇到反射物时造成盲区（见下图），而非安全光幕往往没有类似的要求，或者不能达到IEC 61496相应的标准要求。所以非安全的光幕实际上并不能满足安全功能。

▲ 光幕的光束发散角过大，光束在邻近物体的反射下绕开了闯入人员