參與嘉賓：

中國石化集團北京燕山石油化工有限公司高級工程師 王立奉
霍尼韋爾（中國）有限公司過程控製部 李宇霖
ABB（中國）有限公司控製係統部經理 曾碩巍　

   工業化的推進在為人類生活提供豐富物質的同時，也逐漸成為威脅人身安全的“殺手鐧”
，生產事故的頻發使得安全生產這一話題越來越受到關注。為確保工廠生產過程的安全，安全儀表係統（SIS）在保障過程工業安全方麵已經成為主力軍。

　　隨著SIS係統使用場合的擴大，工廠控製係統DCS與SIS的集成屢屢被提及。在以前


，DCS與SIS往往分別設計、分別建設，主要原因是控製係統的可靠性不足以保證安全係統的可靠性。近年來
，DCS技術不斷發展，其可靠性也大幅度提高，成本降低，係統的健壯性也達到與SIS係統相當的水平。對DCS在承擔安全功能任務的擔心減少了

，這使得DCS與SIS的無縫集成問題成為了設計者、生產製造商
、終端用戶共同關注的話題，並且已經提到了議事日程上來。

　　SIS與DCS采用何種方式集成？

　　盡管在IEC 61508中
，沒有強烈要求SIS係統必須獨立設計
，但它強烈建議DCS與SIS兩(liang)種(zhong)係(xi)統(tong)分(fen)離(li)
，它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)的(de)分(fen)離(li)可(ke)使(shi)用(yong)同(tong)種(zhong)分(fen)離(li)或(huo)異(yi)種(zhong)分(fen)離(li)。中(zhong)國(guo)石(shi)化(hua)集(ji)團(tuan)北(bei)京(jing)燕(yan)山(shan)石(shi)油(you)化(hua)工(gong)有(you)限(xian)公(gong)司(si)高(gao)級(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)王(wang)立(li)奉(feng)介(jie)紹(shao)，從(cong)目(mu)前(qian)的(de)情(qing)況(kuang)看(kan)，同(tong)種(zhong)分(fen)離(li)意(yi)味(wei)著(zhe)DCS與SIS係統使用同一製造商的相同技術
，譬如使用同一個DCS製造商生產的SIS
；而異種分離則意味著DCS和SIS使shi用yong同tong一yi製zhi造zao商shang或huo不bu同tong製zhi造zao商shang的de不bu同tong技ji術shu。同tong種zhong分fen離li有you助zhu於yu降jiang低di隨sui機ji失shi效xiao，在zai設she計ji與yu維wei護hu上shang有you一yi些xie優you勢shi，因yin為wei這zhe降jiang低di了le維wei護hu錯cuo誤wu的de可ke能neng性xing；異種分離有利於降低係統失效率和減小共因失效。

　　這zhe種zhong功gong能neng上shang的de分fen離li與yu物wu理li上shang的de集ji成cheng並bing不bu矛mao盾dun
，在zai功gong能neng上shang減jian小xiao失shi效xiao的de機ji率lv，在zai物wu理li上shang應ying用yong於yu同tong一yi過guo程cheng，從cong客ke戶hu的de角jiao度du看kan，其qi信xin息xi實shi現xian了le整zheng合he。王wang立li奉feng介jie紹shao說shuo：“非安全功能的失效不會引起安全功能的危險失效，即可考慮DCS與SIS係統的集成使用。”

　　目前
，在石化企業的生產裝置中，DCS與SIS之間多采用控製器間硬連線通信方式（Modbus通信等）集成，從而將SIS數據傳送到DCS係統中。采用此集成方式主要是由於DCS和SIS是兩個獨立的係統

，需要單獨的係統設計和單獨的物理設備組態軟件、算法邏輯組態軟件
、人機界麵組態軟件，采用不同的維護方式。連接兩套係統的額外工作又帶來了很多不便，因此無縫集成的問題就被提出了。

　　此外，麵向過程控製的OLE
，即OPC技術已經成為係統和設備之間通訊的實質性的標準。王立奉舉例說：“EMERSON DeltaV SIS通過OPC將SIS與DCS連接起來。OPC數據存取實現了實時的數據集成，通過OPC Mirror，DeltaV SIS中的數據可以方便地配置到已裝在DCS中的OPC服務器中。集成化還包括OPC報警和事件，它向特定的工廠事件記錄器提供SIS預報和事件信息。

　　DCS與SIS集成的解決方案

　　DCS與SIS的集成一般分為三種情況
，王立奉也向記者詳細地介紹了這三種情況：

　　第一種情況是：DCS與SIS采用不同的硬件結構（控製器）、控製網絡、人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)，也(ye)就(jiu)是(shi)之(zhi)前(qian)說(shuo)的(de)異(yi)種(zhong)分(fen)離(li)。將(jiang)這(zhe)樣(yang)不(bu)同(tong)的(de)係(xi)統(tong)通(tong)過(guo)網(wang)關(guan)相(xiang)互(hu)連(lian)接(jie)，以(yi)便(bian)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)交(jiao)換(huan)。兩(liang)個(ge)係(xi)統(tong)使(shi)用(yong)不(bu)同(tong)的(de)工(gong)程(cheng)組(zu)態(tai)工(gong)具(ju)
，這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)可(ke)稱(cheng)為(wei)不(bu)同(tong)控(kong)製(zhi)器(qi)
、不同網絡的集成；

　　第二種情況是：DCS與SIS采用不同的硬件結構，但采用統一的通信網絡，使用共同的工程組態工具，工程上一個網絡可加快項目的執行速度；

　　第三種情況是：DCS與SIS采用共同的硬件結構，同一個通信網絡、人機界麵，即DCS與SIS在物理上集成，在邏輯上分開的無縫集成。標準DCS程序和安全SIS程序平行執行，相互獨立。

　　如何實現DCS與SIS的無縫集成
？

　　由於共同的係統結構提供了非常容易的係統設計
，DCS與SIS不必設計成分離的方案和通信，兩者之間流暢的數據交換不需要任何網關/接口單元
；同時，一套共同的通信網絡可加快項目的執行，既可實現SIS安全控製器之間的數據交換，DCS也可以通過位號讀取SIS係統中的數據；另外
，共同的操作與監控平台有利於實施有效的操作。

　　王立奉認為這種無縫集成的解決方案為操作人員提供了極大的便利。在緊急情況發生時

，操作人員可以在第一時間獲得所需信息

，迅速、準確地作出判斷，並立即采取行動
；SIS的SOE功能為事故的原因分析提供了有力的手段，控製係統與安全儀表係統在統一的人機界麵下進行維護作業，有助於防止誤操作。DCS與SIS集成解決方案的比較見表1所示。

　　近十年來，DCS與SIS係統集成的成功案例已有很多。王立奉舉例說：“德國PROFIBUS協會在1999年初，在PROFIBUS的基礎上，提出了PROFI safe安全應用接口標準
，使安全係統與控製係統通信和集成成為可能。目前，已有包括石油化工在內的3000多套係統應用。”

　　同時
，他指出，兩者集成的優勢顯而易見。首先，PROFI safe和PROFIBUS標準功能的係統可以共存、連接和通信；同時，大幅度降低了電纜成本與設備成本
，設備的診斷和狀態監視也變得簡單，大大減輕了維護人員和設計人員的技術負擔；備品備件也大幅減少，由於現場總線技術也通過了SIL認證，所以安全係統也可以和現場總線安全儀表產品

、現場總線（HART、Foundation field bus）、DCS產品、工廠儀表設備資產資源管理係統（PRM）集成，使用統一的人機界麵與工作站
，功能大大增強。

　　工作/方案 DCS與SIS的無縫集成 DCS與SIS集成現狀 比較

　　係統設計 統一係統設計及機櫃設計，一套無縫集成的方案。 DCS和SIS分離的設計方案 無縫集成將更節省時間和人力，係統的總體性能更優。

　　人機界麵 集成的人機界麵可以同時顯示來自DCS與SIS的信息。 DCS和SIS分離的人機界麵 無(wu)縫(feng)集(ji)成(cheng)可(ke)以(yi)加(jia)快(kuai)係(xi)統(tong)的(de)實(shi)施(shi)並(bing)節(jie)省(sheng)人(ren)力(li)。在(zai)裝(zhuang)置(zhi)開(kai)車(che)和(he)日(ri)後(hou)的(de)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)提(ti)高(gao)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)操(cao)作(zuo)效(xiao)率(lv)，減(jian)少(shao)誤(wu)操(cao)作(zuo)的(de)發(fa)生(sheng)。集(ji)成(cheng)的(de)報(bao)警(jing)和(he)事(shi)件(jian)記(ji)錄(lu)便(bian)於(yu)故(gu)障(zhang)分(fen)析(xi)。

　　係統通訊連接 一套控製網絡 不同的控製網絡
，隻能通過Modbus通訊等實現實時數據的通訊。 集成現狀方案要額外增加連接兩套係統的工作量，也不便於日後的維護，而且隻能在DCS上看到實時數據，無法看到SIS的係統診斷信息、報警信息、SOE信息，DCS和SIS之間無法時鍾同步。無縫集成方案可以解決以上問題，不需要花費額外的人力和時間。

　　係統維護 統一的維護規程 DCS和SIS兩套不同的維護規程 無縫集成方案將更加節省維護成本
，並提高維護效率。

工業安全之過程安全控製四問