过程工业:安全仪表系统朝着更大的灵活性发展

安全完整性级别(SIL) 3应用程序面临更严格的审查,因为客户要进行越来越彻底的风险分析,以确定真正的风险降低需求。

Aw 3243 P格鲁恩编辑

当安全仪表系统(SIS)在20世纪80年代中期首次被过程工业采用时,它们通常是三重模块冗余(TMR)系统。这些系统比非冗余的通用可编程逻辑控制器(plc)要贵得多,而且一般认为在一个设施中拥有多个分布式系统太贵了。结果是实现了单一的、大型的、集中式的系统,因为一个大型的1000个I/O系统要比十个小型的100个I/O系统便宜得多。

“对于炼油厂或化工厂的全厂安全来说,三重系统可能是有意义的;但对于只有100个I/O的小型应用程序,大型单片系统根本不具有成本效益,”罗克韦尔自动化公司ICS Triplex培训经理保罗·格鲁恩(Paul Gruhn)说。由于成本的原因,客户正在通过可扩展性寻求成本效益——这就是新技术发挥作用的地方。

Gruhn继续说道:“我们已经花了四年时间开发下一代系统AADVance,该系统可扩展,非常经济,适用于小型到大型应用。”AADvance可以设计为SIL 3或SIL 2兼容;在SIL 2配置中,系统将需要更少的硬件和无冗余,极大地降低了那些应用程序不需要SIL 3的用户的成本。

Gruhn指出:“大多数供应商的产品都被评为SIL 3级,这是人们在过程工业中希望拥有的最高级别。”“很多逻辑安装都是SIL 3级的,但很少有应用需要真正的SIL 3性能。传感器、执行器和其他元件也必须达到这一性能水平。因此,对于很多人来说,购买SIL 3的想法是多余的。AADvance等技术使他们能够在整个SIS中做出具有成本效益的决策。”

Gruhn强调,AADvance是罗克韦尔自动化为加工制造商提供的一套综合解决方案的一部分,以应对不同规模和要求的应用:

ICS Triplex Trusted是经认证的用于SIL 3应用的TMR系统。这是非常大的应用程序的传统解决方案。

•如上所述,ICS Triplex AADvance可以配置为SIL 2或SIL 3应用程序,提供真正可扩展的解决方案。

•罗克韦尔自动化ControlLogix是一个简单,易于实现,并负担得起的解决方案SIL 1和SIL 2应用。

该解决方案集不仅解决了系统规模和需求问题,还解决了控制系统和安全系统之间的集成问题。

从历史上看,除了为基本过程控制系统(BPCS)和SIS使用单独的、独立的和不同的系统之外,公司几乎没有选择。一些用户甚至要求系统来自不同的供应商。但越来越多的公司发现,出于商业和财务方面的原因,需要使用更加集成的平台来进行安全和流程控制。

更紧密集成的系统可以节省成本,因为它们可以提供具有公共基础或标记基础、警报和事件、网络、软件和开发工具的公共基础设施。这有助于简化资产管理,同时降低操作、维护和培训成本。格鲁恩说:“关键是要确保这两个系统在功能上是分开的,但共享共同的硬件、软件和网络。”这使得用户能够在满足分离功能安全要求的同时,实现通用平台的运营效益。根据格鲁恩,洛克威尔

自动化技术允许任何一种集成方法。“如果人们需要类似的硬件和软件,他们将使用ControlLogix和RS Logix编程环境。如果他们需要不同的、多样化的控制和安全系统,他们将使用ControlLogix进行控制,使用AADvance或Trusted进行安全。”

战地记录和地面部队
使用SIL 3认证控制器不能提供具有SIL 3性能的系统。格鲁恩说:“一个链条的强度取决于它最薄弱的一环。”现场设备通常是大多数安全仪表系统中最薄弱的环节。”
在过去,没有任何设备网络用于安全系统的实施。大多数现场设备测试必须手动定期进行,这是一个昂贵的提议。目前的趋势是对阀门进行部分行程测试,并应用公路可寻址远程传输(HART)等远程诊断技术,以帮助确保整个系统的设备性能。

HART是一种数字协议,在4-20 mA之间通信,为安全系统提供诊断信息。罗克韦尔自动化解决方案结合HART和其他现场总线技术,进行更详细和有效的诊断,帮助改善和维护整体系统性能。

Gruhn指出:“在现场设备上进行诊断的必然结果是实施和维护所需的人力专业知识。”“如果没有正确实施,经过认证的现场设备和逻辑解决方案不一定能提供安全的系统。”用户越来越多地向供应商寻求实现、培训和生命周期支持方面的专业知识。罗克韦尔自动化在全球拥有众多过程工业专家,并获得了Technischer Überwachungs-Verein (TÜV)、认证功能安全专家(CFSE)和国际自动化学会(ISA)等组织的培训认证。

格鲁恩总结道:“公司不希望有人卖个盒子就消失。“他们在系统的生命周期内寻求供应商的有力支持。从实施到培训以及其他方面,除了罗克韦尔自动化,没有人提供这种支持。”

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