一個完整的控制安全系統設計方案不僅能夠節約工程時間,還可以在企業的生命周期中大大降低成本。
近幾年來,無論是在離散制造業還是在流程制造業中,人的安全問題都受到了越來越多的重視。雖然工廠里面的安全事故也可能造成重大傷害甚至截肢,但它們遠沒有流程制造企業中的可能引起的傷害甚至死亡的安全事故嚴重。
在流程工業中,物質的毒性、可燃性和爆炸性都是安全隱患的來源。并且,流程自身可能就是危險的,因為它可能涉及到高壓、高溫和放熱反應。稍有不慎,這些問題的任何一個都可能產生致命的后果。
最近比較引人注目的一起安全事故是2005年發生在美國的BP精煉廠碳氫化合物氣體爆炸事件。15人在這起事故中喪生,幾十人受傷。
除了奪去了無辜的生命之外,BP精煉廠還需要支付數十億的賠償金,它的企業名譽也遭到了極大破壞。如果說這件事還有一點積極方面的話,那就是這個全球石油巨人已經承諾將在重點環節安裝現代化的過程控制系統,并且已經聘用了300位安全專家為他們的安全系統出謀劃策。
西門子集團東南亞流程安全顧問,TüV認證的安全專家Stephen Burke說:“兩三年來,我在我的‘安全周期概念研習班’中目睹了巨大的變化,企業一改過去無所謂的態度,逐漸對安全生產投入了充分的興趣和關注。國際上對合資企業設施的新標準和新要求正推動著這一趨勢,其中油氣部門發揮著尤其重要的作用。”
[align=center]

過程安全的全系列產品[/align]
以集成為核心
對于西門子來說,它的安全理念是“安全和過程自動化融為一體”。西門子為工業中的故障安全和容錯性應用程序推出了一系列的產品和服務。典型的安全儀表系統(SIS)所有的主要零部件都能夠在市場上找到,包括控制器、網絡設備、I/O模塊、儀表以及執行器。
作為公司“全集成自動化(TIA)”的重要組成部分,“集成”在西門子的產品中扮演著重要的角色。通過基礎過程控制系統(BPCS)和SIMATIC PCS 7集成控制安全系統(ICSS)中安全儀表系統(SIS)的結合,安全性的集成是完全可能實現的:
適用于標準和關鍵應用程序的通用工程系統
安全技術和PCS 7自動化系統的單一集成
BPCS和SIS的通用數據庫,包括過程可視化和診斷。所以在BPCS和SIS之間沒有復雜的數據管理。這個方法可以節約空間、硬件和線纜,縮短安裝和施工時間。總的來說,企業生命周期里所需要的成本能夠得到顯著的縮減。
[align=center]

SIMATIC PCS 7整合過程控制和安全控制[/align]
安全系統的亮點
西門子能夠提供的安全技術和安全組件:
在線檢測
對于緊急切斷(ESD)閥,進行部分行程測試(PST)將可以使完全行程測試(FST)中的時間間隔延長,如可以從一年延至兩年。西門子的SIS包含了預先設定好的PST自動執行功能,每隔固定的一段時間間隔,系統就會自行開始PST進程。這既可以給操作者關于閥門狀況的反饋或預警,也可以幫助計算下一次進行完全沖程測試的時間。
安全的現場總線
PROFIsafe是第一個SIL 3認證的安全相關的開放式通信標準(safety-related open communication standard)。它支持安全現場裝置的容錯環形網絡。PROFIsafe規范在整個系統中作為一個附加的軟件層進行工作,并不影響標準PROFIBUS的機械結構。而且,通過對抗性機械裝置 (counteraction mechanisms),PROFIsafe能夠識別并且補救各種故障:重復、遺漏、插入、序列錯誤、數據偽造、延遲、和篡改。
高可用性結構
集成的安全性的一個突出特征是柔性化模塊冗余(FMR)的概念。通過FMR,你可以根據不同的要求安裝單重、雙重或三重的容錯結構以適應每個相應的安全儀表功能(SIF)的要求。
設備
從設備層面上來講,SITRANS P DSIII數字壓力變送器是PROFIBUS PA中第一個適用于SIL 2安全關閉的裝置,它和IEC 61511相配套。在一個安全應用程序里,壓力變送器可以通過PROFIBUS PA和PROFIsafe連接到S7-400 FH控制器。
矩陣
在工程方面,西門子為安全應用程序的組態、運行和維護開發了一個獨創的安全生命周期軟件工具——SIMAIC安全矩陣。以與因果坐標相似的原理為基礎,這個工具適用于那些在定義清晰的狀況下需要特殊安全反應的流程。可能的流程事件被輸入到水平軸上,然后是它們的類型、邏輯操作、延遲、連鎖裝置以及很多可容錯的組態。對于這些特定事件的特定反應被定義到縱軸上。安全矩陣的優勢包括:PCS7安全程序的自動形成,簡單清晰的組態以最小化設計錯誤,操作員站點可視化的自動形成,以及安全功能的簡單修正。
未來的發展
ARC咨詢集團副總裁Asish Ghosh預言流程安全系統市場將保持10%的年復合增長率。這意味著到2010年,整個市場將價值15億美元。在回答亞洲控制工程提問的時候,Asish Ghosh說:“在油氣工業,過程安全相關的I/O在煉油行業的增長可能達到15%-20%,在上游行業可以達到50%,液化天然氣行業為30%。”同時他還指出,中國和印度是整個市場增長的推動力。西門子的Stephen Burke非常同意他的觀點,他認為增長最快的區域應該是亞洲,并且MNC在亞洲的重新配置將使他們在流程安全方面和發達國家沒有差距。