安 全 最 优 化 与 可 用 性 最 大 化 消 除 瓶 颈 最 大 化 保 证 安 全 和 正 常 运 行 更 少 意 外 一 体 化 的 诊 断 和 资 产 管 理 减 少 盲 点 控 制 和 安 全 管 理 使 用 统 一 的 操 作 界 面 Bulletin 00A01A21-32C
如 何 描 述 整 体 安 全 回 路 概 念, 实 现 安 全 性 和 可 用 性 的 最 大 化 安 全 的 定 义 安 全 完 整 性 是 指 自 动 保 护 系 统 将 在 需 要 时 随 时 工 作 更 高 安 全 完 整 性 则 是 指 员 工 个 人, 工 作 环 境 和 公 司 的 业 务 都 不 容 易 受 到 损 害, 风 险 也 降 到 更 低 传 感 器 逻 辑 解 算 器 最 终 元 件 保 护 逻 辑 管 到 管 安 全 保 护 不 仅 是 通 过 逻 辑 解 算 器 来 达 到 的, 而 且 要 依 赖 于 包 括 过 程 感 应 器 以 及 最 终 元 件 ( 马 达 控 制 器 远 程 驱 动 的 阀 门 ) 在 内 的 整 个 回 路 这 种 完 整 的 回 路 可 以 感 应 到 潜 在 的 危 险, 并 且 能 够 采 取 必 要 的 措 施 来 降 低 这 种 危 险 高 度 的 完 整 性 取 决 于 各 部 分 的 正 确 运 行 这 种 完 整 的 回 路 称 为 安 全 仪 表 功 能 (SIF) 任 何 自 动 保 护 系 统 都 不 能 保 证 万 无 一 失, 但 是 有 一 点 是 很 清 楚 的, 危 险 程 度 越 高, 所 需 的 安 全 完 整 性 设 计 也 应 该 越 高 根 据 国 际 标 准, 这 种 完 整 程 度 被 定 义 为 安 全 完 整 性 等 级 (SIL) 国 际 标 准 中 共 规 定 了 四 个 等 级, 第 四 级 表 示 最 高 的 完 整 性 程 度, 第 一 级 表 示 最 低 对 应 着 每 一 种 安 全 完 整 性 等 级, 都 规 定 了 可 以 降 低 设 计 错 误 的 设 计 规 范 整 合 程 度 越 高, 检 查 与 测 试 的 规 则 也 越 严 格 对 应 着 每 一 种 安 全 完 整 性 等 级, 都 有 一 个 硬 件 故 障 率 (PFD) 这 个 故 障 率 适 用 于 整 个 的 SIF 包 括 现 场 设 备 与 逻 辑 解 算 器 硬 件 故 障 率 是 结 合 了 传 感 器 PFD 逻 辑 解 算 器 PFD 以 及 最 终 元 件 PFD 而 综 合 计 算 出 来 的 根 据 exida 公 司 ( 一 家 安 全 咨 询 公 司 ) 的 研 究 成 果, 平 均 而 言, 通 过 安 全 完 整 性 等 级 认 证 的 逻 辑 解 算 器 占 PFD 的 比 重 小 于 10%, 感 应 器 的 比 重 小 于 30%, 而 最 终 元 件 的 比 重 超 过 60% 这 就 是 现 在 现 场 仪 表 都 设 计 为 符 合 IEC 61508 的 严 格 标 准 的 原 因 这 可 以 使 现 场 仪 表 达 到 更 高 的 质 量 和 完 整 性, 比 如 IEC 61508 认 证 的 逻 辑 解 算 器
可 用 性 如 何? 在 许 多 工 业 领 域 中, 可 用 性 和 避 免 错 误 停 机 同 等 重 要 因 此 安 全 系 统 必 须 能 够 提 供 高 度 的 安 全 完 整 性 与 高 可 用 性 逻 辑 解 算 装 置 故 障 传 感 器 故 障 阀 门 故 障 发 生 安 全 故 障 的 主 要 原 因 如 果 操 作 过 程 设 计 良 好, 危 险 是 不 会 经 常 发 生 的 安 全 阀 门 在 很 长 的 时 间 之 内 都 不 会 动 作 阀 门 发 生 故 障 的 形 式 包 括 阀 座 泄 漏 粘 合 以 及 断 裂 粘 合 和 断 裂 都 会 阻 止 阀 门 移 动 到 安 全 位 置 这 样 的 故 障 在 安 全 仪 表 的 硬 件 故 障 率 PFD 中 占 主 要 比 率 为 了 提 高 安 全 性 与 可 用 性, 必 须 对 阀 门 进 行 定 期 检 查 在 定 期 检 查 中, 会 对 阀 门 进 行 全 行 程 测 试 和 泄 漏 测 试 如 果 没 有 安 装 另 外 的 旁 路 阀 门, 在 检 查 过 程 中 必 须 将 生 产 过 程 停 止 这 种 测 试 的 成 本 会 比 较 高 局 部 行 程 测 试 (PST) 是 一 种 对 阀 门 部 分 开 度 进 行 测 试 的 技 术 通 过 使 用 压 力 与 位 置 反 馈 传 感 器, 这 种 技 术 可 以 检 测 到 很 多 驱 动 器 及 阀 门 的 故 障 根 据 exida 公 司 的 研 究 结 果, 根 据 阀 门 类 型 和 切 断 要 求, 局 部 行 程 测 试 可 以 检 测 到 50% 到 80% 的 危 险 故 障 如 果 在 远 程 动 作 的 阀 门 上 使 用 局 部 行 程 测 试, 可 以 极 大 地 降 低 硬 件 故 障 率, 而 且 通 过 诊 断 预 测 故 障 的 发 生, 从 而 降 低 错 误 停 机 的 可 能 性 局 部 行 程 测 试 可 以 通 过 独 立 的 局 部 行 程 测 试 设 备 启 动, 或 者 通 过 设 备 管 理 软 件 等 其 他 方 式 来 启 动 设 备 管 理 软 件 还 有 助 于 提 高 安 全 性 和 可 用 性 的 安 全 完 整 性 等 级, 并 且 使 验 证 测 试 的 成 本 更 低, 准 确 性 更 高 设 备 管 理 软 件 还 能 自 动 收 集 其 他 的 诊 断 信 息 验 证 测 试 的 记 录 会 自 动 生 成 并 保 存 其 他 附 加 数 据 可 以 通 过 和 现 场 设 备 数 字 通 信 的 方 式 收 集 到, 从 而 获 得 设 备 管 理 软 件 在 安 全 系 统 和 DCS 系 统 应 用 方 面 所 有 益 处 横 河 公 司 提 供 工 厂 资 源 管 理 系 统 (PRM) 作 为 设 备 管 理 解 决 方 案
安 全 和 可 用 性... Vigilant! 操 作 员 通 过 一 个 整 合 的 界 面 就 可 以 高 效 地 处 理 控 制 回 路 和 安 全 回 路 数 字 变 送 器 一 体 化 安 全 系 统 EJX 是 世 界 首 个 也 是 唯 一 的 完 全 数 字 化 的 压 力 变 送 器 EJX 的 标 准 型 号 块 已 经 通 过 认 证, 可 以 用 于 SIL2/3 安 全 应 用 中 主 要 特 点 通 过 TÜV 与 Exida 的 认 证, 符 合 IEC 61508 规 范 ProSafe-RS 是 世 界 上 第 一 个 真 正 实 现 集 成 的 安 全 控 制 器 成 对 热 备 构 架 可 以 在 单 一 的 配 置 中 提 供 SIL3 级 别 的 保 护, 统 一 的 人 机 界 面 使 操 作 人 员 对 安 全 系 统 信 息 一 目 了 然 内 置 故 障 安 全 硅 谐 振 传 感 器 和 逆 向 计 算 机 制, 确 保 93.2% 的 安 全 故 障 系 数 (SFF) 行 业 领 先 的 PFD 平 均 值 = 1.49E-04/ 年 内 置 故 障 安 全 硅 谐 振 传 感 器 YTA 温 度 变 送 器 与 DYF 涡 流 流 量 计 还 没 有 通 过 SIL2 认 证 (YTA110 310 320 已 经 通 过 ) 主 要 特 点 在 单 一 配 置 中 提 供 TÜV 认 证 的 SIL3 保 护 紧 凑 型 模 块 适 合 从 小 型 到 大 型 的 应 用 灵 活 的 通 用 模 块 冗 余 (VMR) 架 构 双 重 冗 余 结 构 使 过 程 的 可 用 性 最 大 化 利 用 与 控 制 系 统 共 用 的 网 络, 在 安 全 控 制 器 之 间 实 现 SIL3 安 全 通 信 继 承 了 CENTUM DCS 七 个 9(99.99999) 可 用 性 的 成 对 热 备 CPU 技 术
为 什 么 不 能 两 全 其 美 呢? Vigilant 方 案 使 您 高 枕 无 忧 资 产 管 理 人 员 可 以 方 便 地 诊 断 设 备 的 状 态 保 证 设 备 可 用 性 并 对 维 护 工 作 进 行 优 化 数 字 式 阀 门 定 位 器 工 厂 资 源 管 理 系 统 SVI II-ESD 是 经 过 认 证 可 以 使 用 在 SIL3 设 备 中 的 智 能 电 磁 阀 使 用 HART 通 信 协 议 的 SVI II 提 供 可 以 监 测 和 预 测 设 备 的 性 能 的 高 级 诊 断 功 能, 其 中 包 括 对 安 全 阀 门 的 局 部 行 程 测 试 工 厂 资 源 管 理 系 统 (PRM) 可 以 作 为 一 体 化 的 资 产 管 理 平 台 使 用 操 作 及 维 护 人 员 能 完 全 掌 握 设 备 的 运 行 情 况 和 预 计 出 现 的 状 态, PRM 使 设 备 的 可 用 性 达 到 最 大 化 主 要 特 点 无 触 点 的 位 置 检 测 器 通 电 情 况 下 达 到 SIL3 等 级 模 拟 和 数 字 式 诊 断 反 馈 多 传 感 器 诊 断 用 户 控 制 的 行 程 测 试 图 形 方 式 显 示 局 部 行 程 测 试 行 程 测 试 完 全 关 联 于 或 独 立 于 安 全 系 统 主 要 特 点 用 于 管 理 智 能 设 备 的 诊 断 信 息 的 可 视 化 界 面 定 期 轮 询 HART 装 置 来 采 集 和 发 送 诊 断 信 息 使 用 ValVue II 插 件 来 管 理 和 计 划 局 部 行 程 测 试 (PST) SVI II 是 由 Dresser,Inc., 公 司 ( 横 河 公 司 的 业 务 伙 伴 ) 提 供 的 产 品
关 键 的 一 点 必 须 正 确 地 对 安 全 设 备 的 功 能 (SIF) 进 行 设 计 一 体 化 的 解 决 方 案 有 助 于 保 证 设 计 正 确 这 意 味 着 高 度 的 安 全 完 整 性 与 可 用 性 生 产 操 作 过 程 报 警 & 设 备 报 警 资 产 管 理 定 期 安 排 局 部 行 程 测 试 以 诊 断 设 备 状 态 传 感 器 逻 辑 解 算 器 最 终 元 件 进 程 数 据 输 出 信 号 横 河 公 司 提 供 的 完 整 安 全 方 案 可 以 保 证 您 的 运 行 过 程 的 可 用 性 与 安 全 性 所 需 要 的 集 成 现 场 设 备 的 功 能 是 内 置 的 例 如, 通 过 61508 认 证 的 EJX 变 送 器 可 以 通 过 发 送 3.8mA 信 号 的 方 式 显 示 出 导 压 管 线 堵 塞 在 内 的 内 部 问 题 ProSafe-RS 识 别 出 这 个 诊 断 信 号 后, 向 DCS 发 送 一 个 警 报, 提 示 操 作 人 员 及 时 解 决 问 题 在 这 个 过 程 中 不 需 要 停 机 对 于 一 个 非 整 合 的 系 统, 如 果 要 完 成 上 述 功 能, 就 需 要 非 常 仔 细 地 编 制 应 用 程 序, 包 括 在 变 送 器 与 逻 辑 解 算 器 之 间 过 滤 模 拟 信 号 并 进 行 比 较, 而 且 涉 及 到 将 报 警 信 号 从 逻 辑 解 算 器 发 送 到 控 制 系 统 中 的 复 杂 过 程 这 种 一 体 化 的 功 能 可 以 避 免 不 必 要 的 停 机 过 程, 因 此 最 大 程 度 地 保 证 了 生 产 运 行 的 可 用 性
总 体 影 响 使 用 经 过 认 证 的 带 有 自 动 诊 断 功 能 的 现 场 设 备 可 以 对 安 全 设 备 的 安 全 性 与 可 用 性 产 生 很 大 的 影 响 在 exida 公 司 做 的 一 个 比 较 研 究 中, 这 两 种 设 计 方 式 在 PFDavg 方 面 显 示 出 极 大 的 差 异,PFDavg 是 一 种 表 示 安 全 完 整 性 以 及 MTTFS( 失 效 前 平 均 时 间 ) 的 测 量 方 式 在 另 一 套 方 案 中, 使 用 了 包 括 3 个 变 送 器 1 个 SIL3 逻 辑 解 算 器 以 及 远 程 阀 门 在 内 的 传 统 的 设 计 技 术 在 横 河 公 司 提 供 的 整 体 解 决 方 案 中, 使 用 的 是 1 个 通 过 认 证 的 EJX 压 力 变 送 器 1 个 ProSafe-RS SIL3 认 证 的 逻 辑 解 算 器 以 及 1 个 带 有 SVI Ⅱ 数 字 定 位 器 的 远 程 阀 门, 可 以 每 星 期 (168 小 时 ) 自 动 对 阀 门 进 行 一 次 局 部 进 程 测 试 相 对 于 另 一 套 方 案, 横 河 公 司 提 供 的 整 合 方 案 将 安 全 环 的 可 用 性 提 高 为 对 比 方 案 的 2 倍, 安 全 性 提 高 为 对 比 方 案 的 3 倍, 并 且 将 阀 门 的 验 证 测 试 间 隔 时 间 延 长 了 10 倍 比 较 结 果 显 示 出 极 大 的 差 距 如 果 将 横 河 公 司 方 案 花 费 更 低 的 成 本 因 素 考 虑 进 去, 两 者 之 间 的 差 别 会 显 得 更 加 明 显 如 果 考 虑 到 产 品 的 生 命 周 期 内 所 花 费 的 成 本 ( 更 频 繁 的 验 证 测 试 ), 横 河 公 司 方 案 的 优 势 会 更 加 突 出 横 河 公 司 的 一 体 化 解 决 方 案 对 比 系 统 解 决 方 案 说 明 单 独 的 EJX 压 力 变 送 器 ProSafe- RS SIL3 逻 辑 解 算 装 置, 带 有 SVIⅡ 的 遥 控 阀 门 2oo3 压 力 变 送 器 SIL3 逻 辑 解 算 装 置, 带 有 3 路 电 磁 阀 的 远 程 球 阀 39 年 20 年 8.98E-3 / 111 2.68E-2 / 37 验 证 测 试 间 隔 ( 阀 门 ) 5 年 6 个 月 资 金 成 本 较 低 较 高 生 命 周 期 成 本 低 很 高 MTTFS: 失 效 前 平 均 时 间 PFD: 故 障 概 率 RRF: 危 险 降 低 系 数
使 关 键 的 工 厂 信 息 透 明 可 见 仅 仅 是 Vigilant 体 系 的 开 始 一 目 了 然 可 以 为 客 户 提 供 应 变 所 需 要 的 先 期 预 测 信 息 先 知 先 觉 可 以 在 客 户 优 化 工 厂 生 产 过 程 中 实 时 提 供 快 速 性 与 灵 活 性 通 过 慎 思 密 行, 客 户 可 以 迅 速 适 应 商 业 环 境 中 的 变 化 并 采 取 行 动 一 目 了 然 先 知 先 觉 慎 思 密 行 控 制 和 安 全 管 理 使 用 统 一 的 操 作 界 面 一 体 化 的 诊 断 和 资 产 管 理 最 大 化 保 证 安 全 和 正 常 运 行 VigilantPlant 可 以 最 大 程 度 地 发 挥 出 工 厂 设 备 及 员 工 的 潜 力, 使 员 工 能 具 备 充 分 的 意 识 和 足 够 的 信 息, 时 刻 准 备 好 迎 接 下 一 次 的 挑 战 横 河 对 工 业 领 域 的 承 诺 品 质 创 新 前 瞻 横 河 电 机 的 Vigilance 对 您 业 务 的 未 来 意 味 着 什 么? 品 质. 量 身 定 制, 全 程 监 测 的 产 品, 为 您 企 业 的 连 续 运 行 免 除 维 护 之 忧 创 新. 持 续 改 进 的 理 念 和 性 能, 给 您 的 生 产 过 程 带 来 真 正 的 可 预 见 性 前 瞻. 连 续 多 样 的 解 决 方 案, 帮 助 您 从 容 地 面 对 市 场 变 化 我 们 的 合 作 伙 伴 已 深 切 感 受 到 选 择 横 河 给 他 们 带 来 的 变 化 与 横 河 电 机 在 一 起, 从 仪 器 设 备 到 运 行 支 持, 您 将 拥 有 对 工 厂 效 率 的 终 生 保 证 让 我 们 一 起 关 注 您 的 事 业 横 河 电 机 ( 中 国 ) 商 贸 有 限 公 司 代 表 人 : 上 海 : 徐 汇 区 淮 海 中 路 1010 号 嘉 华 中 心 (K.WAH CENTRE)28 层 ~29 层 电 话 :021-54051515 传 真 :021-54051011 邮 编 :200031 北 京 : 东 城 区 金 宝 街 89 号 金 宝 大 厦 9 层 电 话 :010-85221155 传 真 :010-85221613 邮 编 :100005 办 事 处 : 西 安, 惠 州, 苏 州, 南 通, 重 庆, 广 州 乌 鲁 木 齐, 昆 明, 武 汉, 成 都, 沈 阳, 济 南, 大 庆 关 于 商 标 本 宣 传 册 中 横 河 电 机 株 式 会 社 的 所 有 品 牌 或 产 品 名 称 均 为 横 河 电 机 株 式 会 社 的 商 标 或 注 册 商 标 本 宣 传 册 中 所 有 其 他 公 司 的 品 牌 和 产 品 名 称 属 于 它 们 各 自 所 有 人 的 商 标 或 注 册 商 标 内 容 如 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 保 留 所 有 权 利 2007 版 权 所 有, 横 河 电 机 株 式 会 社 Printed in China, 510(AZ)