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工业安全之解读SIS与DCS的集成趋势

www.cechina.cn2010.04.23阅读 5077


        工业化的推进在为人类生活提供丰富物质的同时,也逐渐成为威胁人身安全的“杀手锏”,生产事故的频发使得安全生产这一话题越来越受到关注。为确保工厂生产过程的安全,安全仪表系统(SIS)在保障过程工业安全方面已经成为主力军。
        随着SIS系统使用场合的扩大,工厂控制系统DCS与SIS的集成屡屡被提及。在以前,DCS与SIS往往分别设计、分别建设,主要原因是控制系统的可靠性不足以保证安全系统的可靠性。近年来,DCS技术不断发展,其可靠性也大幅度提高,成本降低,系统的健壮性也达到与SIS系统相当的水平。对DCS在承担安全功能任务的担心减少了,这使得DCS与SIS的无缝集成问题成为了设计者、生产制造商、终端用户共同关注的话题,并且已经提到了议事日程上来。
        SIS与DCS采用何种方式集成?
        尽管在IEC 61508中,没有强烈要求SIS系统必须独立设计,但它强烈建议DCS与SIS两种系统分离CONTROL ENGINEERING China版权所有,它们之间的分离可使用同种分离或异种分离。中国石化集团北京燕山石油化工有限公司高级工程师王立奉介绍,从目前的情况看,同种分离意味着DCS与SIS系统使用同一制造商的相同技术,譬如使用同一个DCS制造商生产的SIS;而异种分离则意味着DCS和SIS使用同一制造商或不同制造商的不同技术。同种分离有助于降低随机失效,在设计与维护上有一些优势,因为这降低了维护错误的可能性;异种分离有利于降低系统失效率和减小共因失效。
        这种功能上的分离与物理上的集成并不矛盾,在功能上减小失效的机率,在物理上应用于同一过程,从客户的角度看CONTROL ENGINEERING China版权所有,其信息实现了整合。王立奉介绍说:“非安全功能的失效不会引起安全功能的危险失效,即可考虑DCS与SIS系统的集成使用。”
        目前,在石化企业的生产装置中,DCS与SIS之间多采用控制器间硬连线通信方式(Modbus通信等)集成,从而将SIS数据传送到DCS系统中。采用此集成方式主要是由于DCS和SIS是两个独立的系统,需要单独的系统设计和单独的物理设备组态软件、算法逻辑组态软件、人机界面组态软件,采用不同的维护方式。连接两套系统的额外工作又带来了很多不便,因此无缝集成的问题就被提出了。
        此外,面向过程控制的OLE,即OPC技术已经成为系统和设备之间通讯的实质性的标准。王立奉举例说:“EMERSON DeltaV SIS通过OPC将SIS与DCS连接起来。OPC数据存取实现了实时的数据集成,通过OPC Mirror,DeltaV SIS中的数据可以方便地配置到已装在DCS中的OPC服务器中。集成化还包括OPC报警和事件,它向特定的工厂事件记录器提供SIS预报和事件信息。
        DCS与SIS集成的解决方案
        DCS与SIS的集成一般分为三种情况控制工程网版权所有,王立奉也向记者详细地介绍了这三种情况:
        第一种情况是:DCS与SIS采用不同的硬件结构(控制器)、控制网络、人机界面,也就是之前说的异种分离。将这样不同的系统通过网关相互连接,以便进行数据交换。两个系统使用不同的工程组态工具,这种方式可称为不同控制器、不同网络的集成;
        第二种情况是:DCS与SIS采用不同的硬件结构,但采用统一的通信网络,使用共同的工程组态工具www.cechina.cn,工程上一个网络可加快项目的执行速度;
        第三种情况是:DCS与SIS采用共同的硬件结构,同一个通信网络、人机界面,即DCS与SIS在物理上集成CONTROL ENGINEERING China版权所有,在逻辑上分开的无缝集成。标准DCS程序和安全SIS程序平行执行,相互独立。
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