OSSD – Trái Tim An Toàn Của Hệ Thống Máy Móc Hiện Đại

English below…

Trong ngành tự động hóa và sản xuất công nghiệp, việc đảm bảo an toàn cho con người luôn được đặt lên hàng đầu. Một trong những yếu tố then chốt giúp hệ thống phát hiện nguy hiểm và phản ứng kịp thời chính là OSSD – Output Signal Switching Device. Không đơn thuần là một đầu ra, OSSD là tín hiệu an toàn thông minh được tích hợp trong các thiết bị như cảm biến an toàn, scanner laser, hoặc công tắc cửa.

1. So sánh OSSD và relay thông thường

Tiêu chí	OSSD	Relay thường
Loại tín hiệu	Điện áp DC (thường 24V)	Tiếp điểm cơ học NO/NC
Trạng thái an toàn	Có điện áp (24V)	Tiếp điểm đóng
Trạng thái nguy hiểm	Mất điện áp (0V)	Tiếp điểm mở
Khả năng phát hiện lỗi	Cao (fail-safe)	Thấp nếu đứt dây hoặc tiếp điểm bị dính
Độ tin cậy	Rất cao, có kiểm tra chéo	Phụ thuộc độ bền tiếp điểm

OSSD sử dụng mạch điện tử để tạo ra tín hiệu ổn định, đáng tin cậy hơn so với relay cơ học dễ bị mài mòn hoặc kẹt tiếp điểm theo thời gian.

2. Vì sao OSSD dùng 24V và dạng thường đóng?

• Điện áp 24VDC là tiêu chuẩn công nghiệp – an toàn cho người thao tác, đồng thời dễ tích hợp vào các hệ thống điều khiển.
• Dạng thường đóng (logic “1” khi an toàn) giúp phát hiện nhanh các lỗi như:
  • Đứt dây
  • Mất nguồn
  • Mạch đầu ra bị lỗi

Nguyên tắc thiết kế này gọi là “fail-safe” – nếu có bất kỳ bất thường nào xảy ra, tín hiệu sẽ về 0V → máy lập tức dừng khẩn cấp để đảm bảo an toàn.

3. Vì sao OSSD luôn đi theo cặp?

OSSD thường gồm hai kênh (OSSD1 và OSSD2) để:

1. Kiểm tra chéo lỗi (Cross-monitoring):
   • Nếu chỉ một kênh hoạt động hoặc bị nối nhầm → hệ thống phát hiện và báo lỗi.
2. Ngăn lỗi ngắn mạch hoặc đấu nhầm:
   • OSSD1 và OSSD2 có trình tự phát xung kiểm tra lệch pha (như hình minh họa), giúp phát hiện nếu chúng bị nối tắt hoặc dính nhau.
3. Đạt chuẩn an toàn cao (PL d/e, SIL 2/3):
   • Hai kênh độc lập giúp hệ thống đạt được các tiêu chuẩn quốc tế như ISO 13849-1 và IEC 62061.

4. Phân tích tín hiệu kiểm tra chéo OSSD

• T1: Khoảng thời gian mà OSSD1 hoặc OSSD2 tạm thời ngắt tín hiệu (gọi là test pulse).
• T2: Khoảng thời gian giữ mức cao (an toàn).
• T3: Độ lệch giữa hai xung kiểm tra – đảm bảo không đồng pha.

Nhờ thiết kế xung kiểm tra lệch pha, hệ thống có thể:

• Phát hiện lỗi “kênh bị đấu tắt” hoặc mạch bị cố định ở mức cao.
• Phát hiện dây bị nối nhầm giữa OSSD1 và OSSD2.
• Ngăn chặn nguy cơ máy vẫn hoạt động dù đã có lỗi trong mạch đầu ra.

5. Tóm Lại

OSSD không chỉ là một tín hiệu đầu ra, mà là một cơ chế an toàn chủ động:

• Sử dụng logic điện tử 24V và dạng thường đóng để phát hiện lỗi ngay cả khi dây bị đứt.
• Thiết kế cặp tín hiệu với xung kiểm tra lệch pha giúp ngăn lỗi chéo, đảm bảo mức độ an toàn cao nhất.
• Là nền tảng của các thiết bị an toàn hiện đại như cảm biến quang, scanner laser, công tắc cửa an toàn.

Nếu bạn đang xây dựng hoặc đánh giá một hệ thống an toàn cho máy móc, hiểu rõ và kiểm tra đúng tín hiệu OSSD là điều bắt buộc để bảo vệ con người và thiết bị.

---

In the world of industrial automation and machinery, ensuring human safety is of utmost importance. A key element that enables machines to detect hazards and respond quickly is the OSSD (Output Signal Switching Device). More than just a simple output, OSSD is a smart safety signal built into devices like safety sensors, laser scanners, and safety door switches.

OSSD vs. Traditional Relay – What’s the Difference?

Criteria	OSSD	Traditional Relay
Signal Type	DC voltage (typically 24V)	Mechanical contacts (NO/NC)
Safe State	Output ON (24V)	Contact closed
Unsafe State / Fault	Output OFF (0V)	Contact open
Fault Detection	High (fail-safe)	Low, especially with wire breaks or contact failure
Reliability	Very high, includes self-check	Depends on mechanical durability

Unlike relays that rely on mechanical contacts prone to wear and sticking, OSSDs use electronic circuits to provide stable, durable, and highly reliable output signals for safety systems.

Why Use 24VDC and Normally-Closed Logic?

• 24VDC is the industrial standard — safe for users yet powerful enough to trigger devices.
• The “normally closed” logic (logic HIGH when safe) is part of the fail-safe principle:
  • If the wire is broken, power is lost, or the internal circuit fails, the signal drops to 0V.
  • This prompts the system to immediately stop the machine to prevent hazards.

This approach ensures that any abnormality is interpreted as danger, making the system more secure.

Why Are There Always Two OSSD Channels?

Most safety devices feature two OSSD outputs (OSSD1 and OSSD2) for several reasons:

1. Cross-Monitoring Fault Detection:
   • If only one signal is active, or if the two outputs are cross-wired, the safety controller can detect the inconsistency and trigger a fault response.
2. Short Circuit and Miswiring Detection:
   • OSSD1 and OSSD2 operate out-of-phase with each other using test pulses (described below). This helps detect if the lines are shorted together.
3. Safety Compliance (PL d/e, SIL 2/3):
   • Independent redundant channels allow the system to achieve high safety standards, such as:
     • ISO 13849-1 (Performance Level d/e)
     • IEC 62061 or IEC 61508 (SIL 2/3)

Cross-Monitoring with Test Pulses

• T1: Duration of the test pulse (momentary drop in voltage to check line integrity).
• T2: Time the signal remains HIGH (safe).
• T3: Phase offset between the two channels’ pulses.

These staggered test pulses serve critical diagnostic functions:

Purpose	Explanation
Detect stuck outputs	If a channel never drops to 0V → may indicate a faulty output transistor.
Detect cross-wiring	If both channels pulse at the same time or not at all → potential short or wiring error.
Ensure signal integrity	The safety controller continuously monitors this timing to verify the device is operating correctly.

Conclusion

OSSD is far more than a simple output signal — it’s a proactive safety mechanism that:

• Uses 24VDC normally-closed logic to detect faults such as wire breaks or power failure.
• Implements dual-channel architecture with phase-shifted test pulses to prevent dangerous faults.
• Enables devices to meet stringent international safety standards.

Whether you’re designing, maintaining, or evaluating a safety system, understanding and properly handling OSSD signals is essential for protecting both people and machines.