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1引言  

安全儀表系統(tǒng)（SIS）起源于上個世紀(jì)70年代，安全儀表系統(tǒng)的技術(shù)主要掌握在歐美國家，在亞洲只有日本擁有這個技術(shù)，目前國內(nèi)的SIS市場主要為國外的廠商所壟斷。隨著國家對公民人身安全越來越重視，對生產(chǎn)過程可能對環(huán)境造成的傷害限制越來越嚴(yán)格，國家出臺了一系列政策強制相關(guān)企業(yè)在常規(guī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上配套安全儀表系統(tǒng)。此外，用戶自身也逐漸認(rèn)識到“防患于未然”,雖然當(dāng)前成本較高，但從長遠(yuǎn)看還是值得的。這些政策導(dǎo)向及用戶成熟度的提高也為安全儀表系統(tǒng)在國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化提供了極大的可能。

和利時作為國內(nèi)自動化行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)供應(yīng)商之一，有責(zé)任和義務(wù)承擔(dān)起國產(chǎn)安全儀表系統(tǒng)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作，降低用戶的成本壓力，改善安全生產(chǎn)環(huán)境，加強國家的關(guān)鍵技術(shù)儲備。HiaGuard安全儀表系統(tǒng)是國內(nèi)第一套符合IEC61508和IEC61511國際標(biāo)準(zhǔn)并取得TÜV Rheinland SIL3安全等級認(rèn)證的安全儀表系統(tǒng)。HiaGuard系統(tǒng)的出現(xiàn)打破了國外廠商對中國市場的壟斷，對于中國高端裝備國產(chǎn)化以及國家安全都有深遠(yuǎn)的意義。

    

2 HiaGuard系統(tǒng)介紹

2.1技術(shù)特點

從系統(tǒng)架構(gòu)來看，存在二乘二取二（1oo2D*2）和三取二（2oo3D）兩種主要型式，2oo3D和1oo2D*2系統(tǒng)架構(gòu)的目的都是為了能夠同時容忍安全失效和危險失效，即保證安全性也有足夠的可用性。

所謂2oo3D是指三重化表決的系統(tǒng)架構(gòu)，即通過三取二表決的方式來決定采用哪個數(shù)據(jù)進行運算，運算后采用哪個數(shù)據(jù)控制輸出。通過表決的方式過濾掉異常數(shù)據(jù)，保證輸出的安全。

所謂1oo2D*2是指兩重化診斷加冗余的系統(tǒng)架構(gòu)，1oo2D即帶診斷的1oo2架構(gòu)，1oo2架構(gòu)本身有一定可用性但安全性差，通過增加診斷電路以提高安全性，診斷電路可以直接切斷最終輸出以保證輸出的安全。

從理論計算而言1oo2D*2比2oo3D架構(gòu)稍占優(yōu)。但通過與設(shè)計院和用戶專家溝通后其對三重化的系統(tǒng)架構(gòu)更認(rèn)可，主要原因是國內(nèi)大部分應(yīng)用采用的都是這種架構(gòu)的安全系統(tǒng)，實際運行狀況良好，基本沒有誤動與拒動現(xiàn)象，且維護方便。此外通過與用戶的溝通，也確定了系統(tǒng)的其他關(guān)鍵需求，比如支持的信號種類、系統(tǒng)規(guī)模、組態(tài)編程語言、系統(tǒng)響應(yīng)時間、SOE精度與容量、供電方式等。

根據(jù)上述用戶需求并綜合考慮IEC61508標(biāo)準(zhǔn)中的具體要求，最終我們給出了如圖1所示的系統(tǒng)架構(gòu)。

(1)從圖1中可以看出，系統(tǒng)安全回路部分采用了完全的三重化設(shè)計，支持DI、AI、DO三種信號類型，通訊接口可冗余配置，通過MODBUS接口與第三方過程控制系統(tǒng)集成。

(2)系統(tǒng)采用三重化冗余的安全架構(gòu)（2oo3D），三重化冗余包括安全控制器的三重化冗余，也包括了I/O通道的三重化冗余以及通訊鏈路的三重化冗余，三重化冗余的系統(tǒng)架構(gòu)和高診斷覆蓋率確保了危險故障的及時診斷。系統(tǒng)的安全完整性等級達到IEC61508 的SIL3級。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

 (3)系統(tǒng)支持大規(guī)模的應(yīng)用場合，且規(guī)模可變，單臺控制站支持最大1000 I/O 點。控制站最快的掃描時間達到30ms（200 I/O點）。系統(tǒng)SOE的時間分辨率為1ms，控制站中最多可存儲100000條SOE記錄。系統(tǒng)可以與和利時的DCS進行無縫集成，即共用人機界面和控制網(wǎng)絡(luò)。

(4)系統(tǒng)組態(tài)語言符合IEC61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)，支持LD（梯形圖）和FBD（功能塊圖）編程語言。

(5)系統(tǒng)的組態(tài)軟件支持中文和英文，相比國外的系統(tǒng)而言，全中文化的組態(tài)環(huán)境，更加適用于中國用戶的使用。

 2.2 應(yīng)用領(lǐng)域

HiaGuard系統(tǒng)廣泛適用于石油天然氣、煉油、石化、化工以及電力行業(yè)中的ESD（緊急停車系統(tǒng)）、PSD（過程停車系統(tǒng)）、FGS（火災(zāi)和氣體報警系統(tǒng)）、BMS（燃燒器管理系統(tǒng)）、ETS（緊急跳閘系統(tǒng)）的關(guān)鍵應(yīng)用場合。

3發(fā)展前景

 隨著HiaGuard系統(tǒng)的正式發(fā)布，其未來的發(fā)展方向是提供更加靈活的高可靠性安全架構(gòu)，支持更多的I/O類型，同時關(guān)注整個安全控制回路可用性，與和利時集團其他的增值解決方案集成，為用戶提供性價比更好的過程安全解決方案。和利時集團不僅能夠為用戶提供常規(guī)過程控制系統(tǒng)，也可以提供安全保護系統(tǒng)，從而提供控制、保護整體解決方案。同時依托本地化的服務(wù)，及時響應(yīng)用戶需求，使用戶利益最大化。