TÜV功能安全证书达SIL3/PLe，附出口选用提示与真实应用场景

视频来源于网络

从汇川安全PLC的样册说起

关于汇川安全PLC的产品介绍，我之前专门写过文章，剖析过它的参数和证书。这一次重新翻看样册，我注意到它的证书有更新——核对下来，证书是合格的。

汇川EVO1000EF安全PLC：一篇来自工程师的解读【附文档下载】

该证书下载于汇川技术官网

这份功能安全证书由 TÜV 颁发，认证依据为 IEC 61508、IEC 62061、ISO 13849-1 和 IEC 61131-6，最终可以达到 SIL3 和 PL e 的等级，这个水平是相当不错的。所以单从产品描述和安全声明来看，我看不出任何问题，可以放心使用，用于设备出口也是可以的。更多详细信息，可以参考我之前的那篇文章。

根据汇川官方文档的描述，这款安全控制器已经在多个行业和场景落地，尤其是汽车行业。我们都知道，汽车行业是非常注重安全的行业——从前期的风险评估，到后期持续不断的现场检查、安全停机时间测试，都要求定期维护、定期更新，对安全的重视程度非常高。既然能在汽车行业用起来，说明汇川已经达到了一定的行业认可度和等级。

当然，这款产品并不局限于汽车行业，包装、物流等其他行业同样可以应用。它本身有一个架构上的特点：不像西门子那样把标准控制器和安全控制器合二为一，汇川的安全控制器是独立的，需要与普通控制器通过通信连接。这种分离式架构反而带来一个好处——你可以做模块化的划分和设计，安全部分独立成体系。

汇川安全产品全景

看完安全PLC，再看看汇川在安全产品线上还有什么。除了安全PLC之外，安全门锁、安全继电器、安全开关、安全光栅，这些常用的安全产品汇川基本都有。

该图片来源于网络

接下来逐个看：每个产品的特性、能实现的等级，以及在什么行业、什么场景下该怎么用。先给一张核查总表，后面再展开细节。

安全继电器：证书齐全，放心使用

看安全继电器，最直接的办法就是查证书，确认它能满足的等级，这样工程师做设计时心里有底。汇川的安全继电器可以通过 Cat.4 的结构达到 PL e、SIL3 等级，颁发机构也是正规的 NB 公告机构。

该证书下载于汇川技术官网

另外，官网提供了不同格式的 2D 图纸和 3D 图纸，选型和结构设计时可以直接下载。

具体到行业和场景，安全继电器有几种典型用法：

• 用法一：安全PLC配合安全继电器驱动大负载执行机构。

 常规做法是用安全PLC的安全输出点控制安全继电器的线圈，再通过继电器的安全触点控制负载更大的执行机构，比如液压油阀。这样整条链路——安全PLC、安全继电器、油阀——逻辑和输出都是安全相关的，SRP/CS 非常好计算，再加上油阀的 B10d 值就可以完成验证。通常液压油阀如果要求达到 PL d，就需要使用双回路控制。

• 用法二：包装行业已经形成默契的用法。 

比如膜包机、纸包机，用安全继电器处理急停：急停信号接入安全继电器，拍下急停后，伺服轴先走完一个减速斜坡（比如 SS1 斜坡）再停止，之后整体切断 STO——STO 也是通过这个安全继电器来断开的。

• 用法三：安全继电器直接接安全门锁，这种做法很难符合要求。 

原因有两个：其一，门锁后面往往就是执行机构，如果用继电器直接控制，开门请求一旦触发，而内部机构还没有安全停下来门就能打开，存在风险；这还需要参照 ISO 13855 计算安全距离，以我的经验，这种情形通常很难计算通过。其二，如果多个安全门锁串联，诊断覆盖率 DC 会大幅降低甚至趋近于零，直接导致安全等级降级。

该截图基于公开网络ISO 13855:2024

该截图基于公开网络ISO/TR 24119:2015

安全光栅：PL e 证书之外，安装设计才是关键

看安全光栅，第一个问题还是查证书、确认是否满足安全要求。证书上有几个非常显眼的关键词，其中就包括 PL e，所以在真正的功能安全使用中，光栅本身是没有什么问题的。

光栅通常用在什么场景？需要人员频繁进入，并且危险源不会有物料散射出来（比如铁屑飞溅）的场合。使用光栅时有几个关键点必须考虑：

• 第一，计算安全距离。 依据 ISO 13855，把人体接近速度、整个系统的响应时间，再加上光栅本身的附加值，综合算出安全距离。

该截图基于公开网络ISO 13855:2024

• 第二，注意盲区。 安装时要确认人能不能从光栅底下钻过去，所以从地面到光栅下沿的距离必须控制好。

该截图基于公开网络ISO 13855:2024

• 第三，注意 reach over，也就是跨越。 要考虑人能不能从光栅上方探身过去，如果存在这种可能，安全距离就要相应加大。具体方法同样可以参照 ISO 13855。

该截图基于公开网络ISO 13855:2024

光栅还有一个比较独特的功能：人物料分离（Muting）。这个功能在包装码垛的上料口用得很多——码垛位通常会有木托盘进出，人进去要触发停机，但木托盘通过不应该触发停机，这就需要人物料分离功能。它一般要配合额外的传感器（比如对射光电）来实现，具体方案根据现场实际情况设计。（标准参考IEC 62046）

而在汽车行业，光栅的用法相对简单直接，就是对人员的正常保护：人进入防护区域就触发停止。区别在于会用多组隔离光栅，把不同区域隔开，让对应区域的机构分别停机。

安全门锁：证书OK，根据实际工况选择不同产品

门锁是大家最常用的安全产品——围栏上需要人员进出的位置，装一个门锁。门锁分带锁定和不带锁定两种：带锁定的则通过门销插入门锁本体，靠线圈的吸合或断开实现锁定。

出口对安全产品的证书要求是硬性的。带锁定的机械门锁，需要 CE 证书，并且要提供相应的参数值，最基本的比如 B10d 或 MTTF，如果能直接提供 PFHd，那就更理想了。对于下面两款产品的证书，汇川的一些型号证书除了这些参数还提供了PL等级，这样是最佳的状态。后期可以找一下VDMA文件，以实现Sistema的回路。

门锁的应用不局限于特定行业，因为场景是固定的——只要有围栏，就总会有人需要进出的门，所以它在各行各业都通用。

对于门锁，证书显示最高可达PLe, 可覆盖大部分应用场景。

具体产品，需要找到对应的证书，以满足认证的SRPCS。

写在最后

整体看下来，汇川在安全产品线上的布局已经比较完整：安全PLC达到 SIL3/PL e，安全继电器和安全光栅也有正规机构的高等级认证，可以支撑绝大多数常规设计；安全扫描仪还是空白。

对工程师来说，选型的核心动作其实就两个：先查证书确认等级，再按标准算好距离和回路。 证书合格是底线，而真正决定现场能不能用、好不好用的，往往是安全距离计算、回路结构设计这些细节。

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很多朋友关心本次 InoCar 新版本内容来源，这里统一说明： 本次文章素材，是屯蒙科技与汇川 INOCAR 团队深度沟通，并取得正式对外发布授权后，才进行整理撰写，文中框架内容基于最新版 InoCar。

所有程序模板、命名规范、功能块架构等知识产权属于汇川技术。本次只做技术拆解、原理科普，方便国内自动化同行看懂这套国产汽车产线标准化框架。 严禁私自提取本文资料做二次分发、打包售卖、商用复制；项目使用 InoCar 框架，请联系汇川官方获取正式版本与技术服务。 文中个人解读仅代表屯蒙科技，不等于汇川官方规范，现场工程落地务必参考原厂正式资料。

这个版本迭代了什么？

1. 全面支持中英文双语切换，覆盖画面、图幅、报警提示、操作控件等全场景翻译，实现应翻尽翻。

2. 优化HMI界面展示、脚本功能

3.SFC功能迭代

4.PLC端集成多项全新功能块，新增SEW驱动功能块、OP2输送相关功能块

5.统一系统字体规范，中文采用微软雅黑、英文采用Droid sans fallback

6.优化Bug

PLC和HMI程序 截图

汇川技术面向汽车整车及零部件制造推出的开箱即用标准化方案，6大核心功能模块+虚拟调试，一文看懂

汇川技术面向汽车整车及零部件制造推出的"开箱即用"标准化方案，6大核心功能模块+虚拟调试，一文看懂。

为什么值得关注InoCar？

这是汇川基于自研的iFA Evolution全集成开发环境，为汽车整车及零部件制造打造的一套标准化程序框架。核心定位很明确：开箱即用，覆盖PLC、HMI、安全、网络、驱动全领域，帮用户快速构建自动化产线。

说白了，就是把汽车产线开发中反复要做的东西——模式切换、站点分离、工艺封装、报警处理、班组管理——全部预置好了，拿来就能用，不用再从零搭框架。

这对于降低开发门槛、缩短项目周期、降低整体TCO，意义非常直接。

系统架构：分层设计+双协议栈

InoCar采用了典型的分层架构——从底层硬件设备、驱动层、网络层到上层应用层，各层职责明确。

一个值得注意的设计点是双协议栈支持：同时支持EtherNet/IP和EtherCAT，灵活适配不同控制场景。信息层到控制层的实时数据交互，低延迟、高可靠。

开发平台是iFA Evolution——汇川的全集成开发环境工作台，整合了PLC逻辑编程、HMI可视化组态、安全逻辑、网络配置和驱动调试，一站式搞定，不用再在多个软件间来回切换。

平台核心特性包括：

• 数据共享：各模块间无缝共享数据，避免数据孤岛

• 高效编程：丰富的功能块库，支持SFC图形化编程

• 模块化打包：成熟功能模块可打包复用

• 版本管理：内置版本管理，支持团队协作和程序追溯

六大核心功能模块

这是InoCar的重头戏。逐一说说。

一、区域模式切换

这是产线操作的核心功能。支持六种运行模式：

做过汽车产线的朋友一眼就能看出来——这套模式设计和PackML的状态机理念是相通的，都是通过标准化模式切换来规范设备操作行为。

二、站点分离

这个功能非常实用。当某个工位需要维护或出故障时，可以把它从主产线中"切"出来，独立调试，不影响其他工位生产。维护完成后一键重新集成回主系统，数据同步、无缝对接。

典型场景：设备维护、新产品导入时的参数独立调整、故障快速排查。对产线连续性要求极高的汽车制造来说，这个功能直接关系到OEE。

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三、工艺功能块封装

将阀控制、转台定位、升降机动作等常见工艺动作封装为标准化功能块，集成PLC侧控制逻辑与HMI侧监控界面模板，通过统一的标准数据接口（DUT）进行数据交互。

以阀控制为例：PLC侧封装了开关、延时、状态反馈逻辑，集成断线检测和卡涩报警；HMI侧提供实时状态显示和一键启停控制，双向数据联动。

以转台控制为例：支持绝对定位、相对定位和原点回归，自动处理加减速曲线，HMI可直接设定目标位置和转速，无需修改底层代码。

这就是标准化的价值——一次封装，全项目复用。

四、SFC流程控制

基于SFC（Sequential Function Chart）图形化编程，将复杂的生产工艺分解为有序步骤，配合专用的SFC VIEW监控工具，操作人员可以在HMI上实时看到程序运行到了哪一步、每一步的状态是什么（运行中/等待/完成/故障）。

故障时能快速定位到具体步骤，大幅提升调试和维护效率。

五、班组管理

支持每日多班次（早/中/晚）灵活排班，系统自动记录每个班组的生产数据——产量、合格率、运行时间等核心指标，为绩效考核提供数据支撑。

这个功能看起来不起眼，但对于需要精细化管理的汽车产线来说，是数字化转型的基础设施。

六、网络状态监控

实时显示网络中所有从站设备的在线/离线/故障状态，提供直观的网络拓扑视图。设备掉站或通信异常时立即触发报警，高亮显示故障位置，帮助工程师快速定位。

程序结构：六大程序单元

InoCar的整体程序结构清晰明了：

初始化程序的设计值得注意——采用状态机模式，按优先级执行：安全检查（急停/安全门）→ 轴初始化（回原点建立坐标系）→ IO初始化（确保输出安全状态）→ 设备初始化（机器人/变频器/RFID等）→ 系统状态复位。安全优先，逻辑清晰。

自动程序基于SFC/状态机模型，将生产工艺分解为：上料→加工/装配→检测→下料→循环判断，模块化调用工艺功能块，集成实时检测形成闭环质量控制。

设备集成：多协议+多品牌

通信协议方面，InoCar支持：

• EtherNet/IP：主流工业以太网，广泛应用

• EtherCAT：高速实时，适用于多轴同步

• Modbus TCP/IP：通用协议，灵活对接

• Profinet：支持与西门子等品牌设备通信

• IO-Link：连接智能传感器和执行器，获取诊断信息

设备集成方面，已经做了主流品牌的适配：

• 机器人：Fanuc、KUKA、ABB、Yaskawa，基于EtherNet/IP或Profinet，PLC直接调用预定义运动指令

• 变频器：标准化控制功能块，参数配置+运行控制+状态监控

• 视觉系统：支持Keyence、Cognex、Basler，PLC发送触发信号，视觉返回OK/NG及坐标数据

安全方案：SIL2/PLe

InoCar集成了完整的安全解决方案：

• 安全PLC：独立安全程序区，与标准程序物理隔离，使用SIL认证功能块

• 安全运动控制：SS1/SS2（安全停止）、SLS（安全限速）、SLP（安全位置）、SD（安全方向）、SSM（安全速度监控）

• 安全通信：支持Safety over EtherNet/IP

• 故障诊断：报警记录、趋势图分析、在线监控、数据日志、远程诊断

安全变量使用特定前缀（如"s_"）标识，修改需审批，全生命周期版本追溯。这套安全编程规范本身就是一个值得学习的参考。

虚拟调试：Digital Twin实战

InoCar支持基于Digital Twin技术的虚拟调试——在设备制造前，在仿真环境中完成程序验证，与物理设备制造并行推进，大幅压缩项目交付周期。

调试步骤：

1. 建立数字孪生模型：机械结构+运动学模型+传感器执行器

2. 配置通信连接：PLC程序与数字孪生模型数据交互

3. 编写控制程序：在iFA Evolution中使用与物理调试相同的程序

4. 运行虚拟仿真：验证程序逻辑和机械运动

5. 调试优化：根据仿真结果调整参数

两个实际应用案例的数据：

• 汽车零部件装配线：生产效率提升30%，换型时间缩短50%

• 动力电池生产线：产线节拍120 PPM，OEE>90%

几点观察

1. 标准化框架是行业刚需。 不管是西门子的PackML还是汇川的InoCar，本质都是把行业共性需求抽象成可复用的程序框架。区别在于生态成熟度和行业覆盖深度。InoCar聚焦汽车行业，定位清晰。

2. 模式切换设计与PackML理念相通。 InoCar的六种运行模式（手动/自动/空运行/循环停止/清线/单步+1），和PackML状态机的核心思想是一致的——用标准化模式规范设备行为。对于已经熟悉PackML的工程师来说，理解InoCar的模式切换几乎没有学习成本。

3. 双协议栈是差异化优势。 同时支持EtherNet/IP和EtherCAT，在国产方案中比较少见。尤其是Profinet的支持，意味着可以跟西门子生态设备直接通信，这在混线生产的场景下非常实用。

4. 虚拟调试是加分项。 标准化框架+虚拟调试的组合，代表了汽车自动化的发展方向——先虚后实，并行推进。

5. 国产替代的实质性进展。 InoCar不是简单的"国产平替"，而是从程序框架层面做的系统性设计。对于做汽车产线集成的朋友来说，值得关注和学习。

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