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SIMATIC PCS 7 S7-400FH在F&G监控系统的应用

作者:刘 驰 西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团2009.02.19阅读 9914

  火灾及可燃性气体、有毒气体监控系统(F&Gs)是一种能为火灾探测器供电、接收、显示和传递火灾报警等信号,并能对自动消防等装置发出控制信号的报警装置系统。在一个火灾自动报警系统中,火灾探测器是系统的“感觉器官”,随时监视着周围环境的情况;而火灾报警控制器,则是该系统的“躯体”和“大脑”,是系统的核心。它的主要作用是供给火灾探测器高稳定的直流电源;监视连接各火灾探测器的传输导线有无断线故障;保证火灾探测器长期、稳定、有效地工作。当火灾探测器探测到火灾后,能接受火灾探测器发来的报警信号,迅速、正确地进行转换和处理,并以声光报警形式,指示火灾发生的具体部位,以便及时采取有效的处理措施。
  F&Gs通常具有以下特征。
  独立于其他控制系统;
  是一套硬件冗余的系统,单点故障不会导致停车;
  能够带电热插拔卡件;
  具有全面的在线自诊断并带有故障报警指示;
  系统是故障安全型的,安全等级要求SIL1-SIL3;
  具有相当快的扫描时间;
  在线修改下装功能;
  在线对点的强制功能;
  下装前的离线仿真及比较功能;
  严格的版本记录功能;
  具有 SOE 事件顺序纪录功能;
  由于故障安全系统与普通PLC 相比具有诊断率高, 可靠性高并符合相应的SIL 等级要求等特点, 因而越来越多的用于F&G,对于所有的安全系统来讲都应该受到以下条件的约束:
  安全停车 - 一个安全系统应该在其降级的情况下,在超过限定的时间时使其控制的生产过程安全的停下来;
  响应时间和扫描时间 - 扫描时间应该低于响应时间的50%;
  强制点报警 - 一个安全系统在正常运行时不应该有点被强制,除非有特殊原因,所以,安全系统必须配有点的强制报警;
  输出表决诊断 - 一个安全系统的输出表决不应该被强制;
  主从MODBUS功能 - 关键点不能通过 MODBUS 通讯来传送,MODBUS传送的那些点都应该是非关键点;
  点对点通讯 - 点对点通讯可以用来传送关键信号控制工程网版权所有,但是新数据的更新必须在规定时间才有效CONTROL ENGINEERING China版权所有,此时间通常为生产过程容许时间的 50% ,如果在此时间内无数据更新,接收端应该采取事先约定动作;
  随着电子技术的发展和国际安全标准的更新和完善控制工程网版权所有, 基本过程控制和安全仪表系统(或F&Gs)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(或F&Gs)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) (或F&Gs)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(或F&Gs) 数据传送到BPCS 的人机界面上显示。
  2.集成的方式
  BPCS和SIS(或F&Gs)在控制站层面上完全相互独立CONTROL ENGINEERING China版权所有,但采用共用的工程师站进行组态下装和系统维护www.cechina.cn,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(或F&Gs)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(或F&Gs) 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 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,NFPA 72)、燃烧管理系统(BMS NFPA 85)、和关键设备控制等。
  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 (或F&Gs)功能由SIMATIC S7-400FH实现。

SIMATIC PCS 7 S7-400FH在F&G监控系统的应用如图


  (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

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