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1引言  

安全儀表系統（SIS）起源于上個世紀70年代，安全儀表系統的技術主要掌握在歐美國家，在亞洲只有日本擁有這個技術，目前國內的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，對生產過程可能對環境造成的傷害限制越來越嚴格，國家出臺了一系列政策強制相關企業在常規控制系統的基礎上配套安全儀表系統。此外，用戶自身也逐漸認識到“防患于未然”,雖然當前成本較高，但從長遠看還是值得的。這些政策導向及用戶成熟度的提高也為安全儀表系統在國內的產業化提供了極大的可能。

和利時作為國內自動化行業的領導供應商之一，有責任和義務承擔起國產安全儀表系統的研發和產業化工作，降低用戶的成本壓力，改善安全生產環境，加強國家的關鍵技術儲備。HiaGuard安全儀表系統是國內第一套符合IEC61508和IEC61511國際標準并取得TÜV Rheinland SIL3安全等級認證的安全儀表系統。HiaGuard系統的出現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化以及國家安全都有深遠的意義。

    

2 HiaGuard系統介紹

2.1技術特點

從系統架構來看，存在二乘二取二（1oo2D*2）和三取二（2oo3D）兩種主要型式，2oo3D和1oo2D*2系統架構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架構，即通過三取二表決的方式來決定采用哪個數據進行運算，運算后采用哪個數據控制輸出。通過表決的方式過濾掉異常數據，保證輸出的安全。

所謂1oo2D*2是指兩重化診斷加冗余的系統架構，1oo2D即帶診斷的1oo2架構，1oo2架構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架構稍占優。但通過與設計院和用戶專家溝通后其對三重化的系統架構更認可，主要原因是國內大部分應用采用的都是這種架構的安全系統，實際運行狀況良好，基本沒有誤動與拒動現象，且維護方便。此外通過與用戶的溝通，也確定了系統的其他關鍵需求，比如支持的信號種類、系統規模、組態編程語言、系統響應時間、SOE精度與容量、供電方式等。

根據上述用戶需求并綜合考慮IEC61508標準中的具體要求，最終我們給出了如圖1所示的系統架構。

(1)從圖1中可以看出，系統安全回路部分采用了完全的三重化設計，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集成。

(2)系統采用三重化冗余的安全架構（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，三重化冗余的系統架構和高診斷覆蓋率確保了危險故障的及時診斷。系統的安全完整性等級達到IEC61508 的SIL3級。

圖1 系統架構圖

 (3)系統支持大規模的應用場合，且規模可變，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絡。

(4)系統組態語言符合IEC61131-3國際標準，支持LD（梯形圖）和FBD（功能塊圖）編程語言。

(5)系統的組態軟件支持中文和英文，相比國外的系統而言，全中文化的組態環境，更加適用于中國用戶的使用。

 2.2 應用領域

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

3發展前景

 隨著HiaGuard系統的正式發布，其未來的發展方向是提供更加靈活的高可靠性安全架構，支持更多的I/O類型，同時關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過程控制系統，也可以提供安全保護系統，從而提供控制、保護整體解決方案。同時依托本地化的服務，及時響應用戶需求，使用戶利益最大化。