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图片来源：CEChina
在过去的几十年里，各种控制学科（如过程、批处理、运动和离散控制等）已被整合到一个通用的自动化架构中。这种整合减少了过程运营中的不同系统和界面，使工作变得更加轻松。然而，至少到目前为止，有一个技术领域一直未被纳入这种通用自动化架构，那就是安全仪表系统（SIS）。
最近引入的集成式 SIS 将这一关键过程安全系统与基本过程控制系统（BPCS） 置于同一平台上。现在，这两个系统可以在一个通用的自动化架构中一起进行编程、配置、操作和维护。这种新方法让过程操作人员可以在其运营中实现新的效率，并改变他们管理过程安全的方式。
传统上，过程工业安全标准要求安全系统在独立于过程控制的平台上运行。现在，这一趋势正在发生变化，允许完全集成的系统可以同时处理 BPCS 和 SIS。
这种集成优化了工程师的工作流程，因为他们现在只需学习和了解一个平台，即可管理 BPCS 和安全系统。无论工程师是在构建工艺回路还是安全回路，其机械原理都是一样的。而且，由于 SIS 或 BPCS 的软件环境是通用的，因此配置和编程工作得到了简化，并且可以更快地完成。
集成 SIS 还能优化和加快调试。由于采用通用架构，不需要多名具备 BCPS 和 SIS 平台专业知识的工程师，因此从事这项工作的团队规模更小www.cechina.cn，效率更高。集成BPCS 和 SIS 的通用平台可以简化工厂车间团队的工作，就像工程团队一样。生产和维护人员现在只需要学习一套硬件和软件来作、监控和维护这两个系统。
由于维护团队现在只需储备一个平台而不是两个平台的备件，因此还可以精简库存，降低成本。同样，如果维护团队需要供应商支持，他们只需拨打一个号码，就能同时获得 BPCS 和 SIS 的支持。
集成 SIS 让工厂团队受益的另一种方式是，提供传统 SIS 所不具备的现代化特性和功能。例如，集成 SIS的新解决方案可提供冗余系统更新等功能。这使得 SIS 控制器、通信模块和冗余模块可以在运行过程中进行更新。不再需要在计划停机时间内安排更新。
将不同的系统整合到一个统一的架构中，还可以整合不同的数据源。这样，流程操作员就可以将更广泛的数据进行组合和上下文关联，从而更全面地了解运营中发生的情况。BPCS 和 SIS 数据可以在一个通用平台上一起使用，使操作员更容易了解生产中发生的情况。
一直以来，从不同的 BPCS 和 SIS 中创建一个通用的 HMI 显示屏都很困难控制工程网版权所有，因为这需要对使用不同逻辑的两个系统中的数据进行映射。但是，当 BPCS 和 SIS 数据来自同一平台并使用共同的逻辑时，创建通用 HMI 视图就变得更加容易和直观。
将 BPCS 和 SIS 数据整合在一起还能为车间员工带来新的见解。例如，它可以提供流程与触发 SIS 接管的设定点的接近程度的可见性。这可以帮助员工更加积极主动地监控和解决问题，以免导致停机。
目前，西门子SIMATIC PCS neo V6.0 SP1 已经实现了BPCS与SIS集成。
西门子SIMATIC PCS neo V6.0 SP1 以统一硬件架构+同源软件平台为核心，搭建起BPCS与SIS深度集成的自动化体系，具体实现方式可分为三个维度：
1. 硬件层面的兼容与冗余设计
该系统支持BPCS与SIS在同一控制器机架内混合部署，普通IO卡件与符合SIL 3安全等级要求的SIS专用卡件可并行接入，无需额外配置独立的安全控制器硬件。同时，系统采用双机热备冗余架构，控制器、通信模块、电源模块均支持冗余配置，既保障BPCS的连续过程控制需求，又满足SIS对安全可靠性的严苛要求，实现了硬件资源的集约化利用。
2. 软件层面的一体化开发与运维
PCS neo V6.0 SP1 提供统一的工程组态平台，工程师可在同一界面完成BPCS的过程控制回路、批处理流程，以及SIS的安全联锁逻辑、安全功能（SIF）的设计、编程与调试。两者共享同一套标签库与数据模型，无需进行跨平台的数据映射与转换，大幅简化了组态工作量。在运维阶段，系统支持在线无扰更新功能，SIS控制器、冗余模块的固件升级可在生产过程中完成控制工程网版权所有，无需停机，有效减少非计划停工时间。
3. 数据层面的无缝互通与可视化
BPCS的过程数据与SIS的安全状态数据在系统底层实现同源采集与实时交互，无需通过第三方接口进行数据传输。基于这一特性，操作人员可在统一的HMI界面上查看生产工况与安全联锁状态，直观掌握工艺参数与安全阈值的偏差情况。例如，当工艺参数接近SIS触发阈值时，系统会自动发出预警控制工程网版权所有，帮助操作人员提前干预，避免安全联锁动作导致的生产中断。
那目前BPCS与SIS集成有哪些相关法规要求呢？
BPCS与SIS的集成并非完全打破传统的“独立性”原则，而是在安全合规框架下的技术创新，相关法规与标准为集成系统划定了清晰的边界：
1. 核心标准的合规要求
国际电工委员会发布的 IEC 61508（电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全）与 IEC 61511（过程工业领域安全仪表系统的功能安全）是集成系统的核心遵循标准。这两项标准要求，无论BPCS与SIS是否集成，SIS必须满足安全完整性等级（SIL） 的要求控制工程网版权所有，其安全功能的失效概率需符合对应等级的量化指标，且需通过独立的安全认证。
2. “独立性”的灵活界定
传统标准强调SIS与BPCS的硬件独立性，以避免BPCS的故障传导至SIS。而新版标准与行业实践对“独立性”的界定更为灵活，允许集成系统通过功能隔离替代物理隔离。例如，通过软件层面的安全分区、故障安全机制，确保BPCS的故障不会影响SIS安全功能的执行。同时，集成系统需通过风险评估，验证其在单一故障、共因故障等场景下，仍能保障SIS的安全完整性。
3. 生命周期的全流程管控
法规要求集成系统需遵循全生命周期管理原则，从安全需求规范、设计开发、安装调试，到运行维护、变更管理，均需建立完整的文档体系与验证流程。例如，在系统变更时，需重新评估变更对SIS安全功能的影响；在运维阶段，需定期进行SIS的功能测试与诊断，确保其始终处于安全可用状态。此外，部分行业（如石油化工、核电）还会针对集成系统出台专项规范，进一步细化技术要求与审核流程。
总结
从传统的分离式架构到BPCS与SIS的集成化方案，是过程工业自动化发展的必然趋势。西门子SIMATIC PCS neo V6.0 SP1 通过硬件兼容、软件同源、数据互通的技术路径，打破了BPCS与SIS的技术壁垒，为企业带来了工程效率提升、运维成本降低、生产安全性增强的多重价值。
与此同时，集成系统的落地始终离不开法规标准的指引。IEC 61508、IEC 61511等标准既为集成技术的创新松绑，又通过安全完整性等级、功能隔离、全生命周期管控等要求，守住了过程安全的底线。未来，随着自动化技术与功能安全标准的协同演进，BPCS与SIS的集成将更加成熟，为过程工业的高效、安全、可持续运营提供更坚实的支撑。
关键概念：
■ 了解过程工业安全标准对于安全系统的新要求。
■ 集成BPCS和SIS的通用平台有助于简化工厂车间的运营。
思考一下：
将 BPCS 和 SIS 数据整合在一起有哪些好处？
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