工业安全之解读SIS与DCS的集成趋势
　　" 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。在以前控制工程网版权所有，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，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www.cechina.cn，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，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，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CONTROL ENGINEERING China版权所有，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，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，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。
　　如何实现DCS与SIS的无缝集成？
　　由于共同的系统结构提供了非常容易的系统设计，DCS与SIS不必设计成分离的方案和通信，两者之间流畅的数据交换不需要任何网关/接口单元；同时，一套共同的通信网络可加快项目的执行，既可实现SIS安全控制器之间的数据交换CONTROL ENGINEERING China版权所有，DCS也可以通过位号读取SIS系统中的数据；另外，共同的操作与监控平台有利于实施有效的操作。
　　王立奉认为这种无缝集成的解决方案为操作人员提供了极大的便利。在紧急情况发生时，操作人员可以在第一时间获得所需信息，迅速、准确地作出判断，并立即采取行动；SIS的SOE功能为事故的原因分析提供了有力的手段，控制系统与安全仪表系统在统一的人机界面下进行维护作业控制工程网版权所有，有助于防止误操作。DCS与SIS集成解决方案的比较见表1所示。
　　近十年来，DCS与SIS系统集成的成功案例已有很多。王立奉举例说："德国PROFIBUS协会在1999年初，在PROFIBUS的基础上，提出了PROFI safe安全应用接口标准，使安全系统与控制系统通信和集成成为可能。目前，已有包括石油化工在内的3000多套系统应用。"
　　同时，他指出，两者集成的优势显而易见。首先，PROFI safe和PROFIBUS标准功能的系统可以共存、连接和通信；同时，大幅度降低了电缆成本与设备成本，设备的诊断和状态监视也变得简单，大大减轻了维护人员和设计人员的技术负担；备品备件也大幅减少，由于现场总线技术也通过了SIL认证，所以安全系统也可以和现场总线安全仪表产品、现场总线（HART、Foundation field bus）、DCS产品、工厂仪表设备资产资源管理系统（PRM）集成，使用统一的人机界面与工作站，功能大大增强。