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SIMATIC PCS 7 S7-400FH实现过程工业安全生命周期

   日期:2006-11-15     作者:管理员    

  SIMATIC PCS7是基于全集成自动化的现代过程控制系统,其中集成了过程工业所需的连续控制,逻辑,批处理及故障安全的全部功能。根据ARC 的调查报告,SIMATIC PCS 7 符合其CPAS 结构远景及ISA-88和ISA-95等标准的单一自动化环境。其无缝集成安全仪表系统(SIS)的创新技术,使其成为新一代过程控制系统的典范,其中集成的S7-400FH 安全系统符合IEC 61508(SIL 3)和IEC 61511等国际安全标准,并已广泛应用于紧急停车系统(ESD)、火灾及有毒有害气体监测和保护系统(F&G)、燃烧管理系统(BMS)、和关键设备控制等。

  基本过程控制系统(BPCS)和安全仪表系统(SIS)
  随着电子技术的发展和国际安全标准的更新和完善, 基本过程控制和安全仪表系统也由过去的完全相互独立设置逐步走向相互融合。基本过程控制和安全仪表系统通常有三种组合方式:
  1.传统的接口方式
  基本过程控制系统(BPCS)和安全仪表系统(SIS)的硬件和软件完全相互独立(控制站,工程师站等),采用通信接口的方式将部分SIS 数据传送到BPCS 的人机界面上显示


  2.集成的方式
  BPCS和SIS在控制站层面上完全相互独立,但采用共用的工程师站进行组态下装和系统维护,采用公用的人机界面进行数据显示。
  3.共用的方式
  一套系统同时满足基本过程控制和安全控制功能, BPCS和SIS在功能上完全相独立, 硬件和软件上相对独立。
  SIMATIC S7-400FH可提供以上三种组合方式, 既可以做为独立的SIS 系统使用,通过Modbus, Profibus, Ethernet(OPC)等方式与第三方过程控制系统进行通信,又可以无缝集成到SIMATIC PCS中。

  SIMATIC PCS 7实现过程控制和安全仪表系统(SIS)的集成
  SIMATIC PCS7的安全集成设计为面向未来的工厂提供了灵活的解决方案。基于内部Profisafe 通信机理,可以将标准功能和故障安全功能集成在一个控制器中,也可以将它们放在不同的控制器中,可以将分布式的I/O模件,包括标准模件和故障安全模件,集成在一个站中,也可以分开安装和扩展(见图-1),其中SIS 功能由SIMATIC S7-400FH实现。

图-1
(图-1)

  将安全功能集成到SIMATIC PCS 7 过程控制系统中,具有以下优势:
  ·共用一个工程组态系统完成标准应用和安全应用
  ·在SIMATIC PCS 7的安全控制器(AS)中集成安全控制策略
  ·在SIMATIC PCS 7的操作员站(OS)中,集成有过程值的用户友好界面
  ·将带时间标签的故障信息,自动集成到过程可视画面中
  ·不需要传统的DCS与 SIS之间复杂的数据处理
  ·节省成本、空间和安装费用。
  SIMATIC S7-400FH 的柔性模件冗余(FMR)技术在满足安全要求的同时提供最大限度的系统可用率
  SIMATIC S7-400FH的冗余容错性可确保系统运行时最少的非计划停车,从而使相关的成本最低化,故障安全模件内置的完全冗余设计及自诊断功能,能对内部及外部的故障进行快速而有效的诊断,其创新的柔性模件冗余(FMR)方式,可根据具体要求针对现场仪表和执行装置进行单模件,双模件和三重化模件配置,完成安全规范中的安全仪表(SIF)功能(见图-2)。
  SIMATIC S7-400FH 在保证安全性的同时提供多点容错功能,可最大限度地满足用户的可应用性要求,内部开放的Profisafe 通信协议为SIS 系统的数字化和现场总线化的发展奠定了基础。

图-2
(图-2)

  安全生命周期工具-SIMATIC Safety Matrix
  过程工业的不允许存在任何安全薄弱环节。为了保护人员、设备及环境,将风险最小化,不仅需要可靠的过程工业的安全技术,安全管理和合格的人员也是安全生命周期(Safety Lifecycle)的必要条件,并保证从规范到执行的全过程的安全要求(见图-3),SIMATIC PCS7的SIS解决方案中的安全矩阵Safety Matrix(图-4),提供了从安装调试到操作和维护以及投运后修改过程的安全生命周期工具。

图-3
(图-3)

  SIMATIC Safety Matrix 功能简述:
  ·用已知的原因/结果方式组态安全 (逻辑)功能,例如,基于过程事件和过程反应来组态
  ·自动生成相关的STEP?程序
  ·通过简易和透明的组态,将故障源降至最低
  ·安全组态检阅后,自动产生文档资料
  ·无需专门的编程知识,缩短组态时间
  ·在SIMATIC PCS 7的操































作员站上, 自动生成可视化及用户友好的安全矩阵界面
  ·自动管理程序的项目版本
  ·跟踪修改方便
  ·进行安全功能的直接修改,具有轻松方便的测试模式,以及旁路、复位和跳过等功能

图-4
(图-4)

  创新的SIMATIC S7-400FH 及SIMATIC PCS 7 安全集成技术由西门子于1999年推出以来,已在全球范围的各个行业如石油化工,化工,制药,电力,冶金,矿业,轻工等取得了广泛的应用。本文仅对西门子SIMATIC 安全集成技术进行了简要介绍, 详情请垂询西门子(中国)有限公司010-64721888或访问网站:www.pcs7.com。





 
  
  
  
  
 
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