Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved Insert Photo Here PR04 PlantPAx 过程安全介绍过程安全介绍 Process Solutions Team China Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 2 Agenda 安全定义 安全定义 什么是什么是SIL 什么是什么是SIL 安全应用安全应用 安全应用安全应用 ICS Triplex ICS Triplex Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 3 什么是功能性安全什么是功能性安全 1 连续的运动 2 停止 1 停止 2 维护控制 设备 连续的过程 故障安全故障安全 故障安全故障安全故障安全故障安全容错容错 容错容错容错容错 系统功能安全主要是以保护人身财产安全为目的 与安全相关的保护系统 其包括安全控制系统和安全保护系统 Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 4 Agenda 安全定义 安全定义 什么是什么是SIL 什么是什么是SIL 安全应用安全应用 安全应用安全应用 ICS Triplex ICS Triplex Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 5 风险 降低 结果 风险 降低 结果 多么可能 多么严重 多经常 频率机会频率机会 系统的危险 不同的位置 危险 安全 安全 环境 经济 PR SIL Safety Integrity Level 是量化风险的一种方法是量化风险的一种方法 Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved SIL安全完整性级别安全完整性级别 IEC 61508 安全 完整性级别 安全 完整性级别 SIL 4 SIL 3 SIL 2 SIL 1 SIL 0 费用费用 风险风险 量化风险的方式 可以自我 认证 风险 危险 需要第三 方认证 特殊的 Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 7 风险评估风险评估 决定决定 SIL 风险参数风险参数 D 破坏程度破坏程度 D1 轻微伤害 D2 造成一人或多人的严重伤害或造成一 人死亡 D3 多人死亡 D4 灾难性后果 多人死亡 E 暴露时间暴露时间 E1 很少到相对频繁 E2 频繁到持续不断 A 危险避免危险避免 缓解缓解 A1 可能在一定的条件下 A2 很小可能 P 出现可能性出现可能性 P1 非常低的可能性 P2 低可能 P3 相对高可能 Source TUV Product Service D1 D2 D3 D4 A1 A2 A1 A2 E1 E2 E1 E2 P3P2P1 0 10 1 1 3 3 4 0 1 1 2 3 3 23 1 2 4 3 4 0 0 0 Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 8 防备防备 被动保护层被动保护层 紧急情况响应层紧急情况响应层 工厂和 紧急情况 响应 工厂和 紧急情况 响应 过程 值 过程 值 Normal behaviour 基本 过程 控制 系统 基本 过程 控制 系统 过程控制层过程控制层 分层防护的安全机制分层防护的安全机制 操作员 干预 操作员 干预 过程控制层 过程报警 过程控制层 过程报警 工艺 停车 工艺 停车 故障级别报警故障级别报警 安全 仪表 系统 安全 仪表 系统 安全层安全层 紧急情况 停止 紧急情况 停止 安全阀 挡板 安全阀 挡板 主动保护层主动保护层 防止防止 减轻减轻 x x Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 9 典型的安全应用典型的安全应用 ESD 紧急停车系统 PSD 生产停车系统 BMS 燃烧管理系统 F G 火灾 天然气检测 灭除系统 HIPPS 高压保护 CPC 关键过程控制 TMC 透平和压缩机控制 Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 10 过程安全过程安全 BMS Boiler 几乎所有工业 锅炉燃烧管理系统 BMS 许多重工业 透平 压缩机 石油 天然气 ESD F G TMC HIPPS 能源 涡轮过电压保护 BMS 采矿 在采矿处理中的ESD Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 11 应用的过程控制安全标准应用的过程控制安全标准 IEC 61508 电器 电子 可编程电子安全相关系统的功能性安全 IEC 61511 功能性安全 过程工业部分的安全仪表系统 ANSI ISA S 84 01 与 IEC 61511 相同 包含了以前版本的条款 NFPA 72国家火灾保护协会第72部分火灾保护系统 NFPA 85 01 国家火灾保护协会85 01 用于单个燃烧锅炉的熔炉爆炸 爆裂的标准 NFPA 85 02标准 用于防止多个单体燃烧锅炉熔炉爆炸 爆裂 NFPA 86标准 用于燃烧炉控制 EN 50178 用于电力能源安装的电气设备 EN 50156 用于燃烧炉的电气设备 EN 54 2 火灾检测和报警系统 DIN VDE 0801用于安全相关系统的计算机准则 DIN VDE 19250 对于设备进行测量和控制时需要考虑的基本方面 DIN VDE 0116 燃烧炉电气设备 API 美国石油协会 Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 12 应用的过程控制安全标准应用的过程控制安全标准 IEC 61508电器电器 电子电子 可编程电子安全相关系统的功能性安全可编程电子安全相关系统的功能性安全 本标准是基于安全相关系统的可靠性 它是安全相关系统功能 安全的基础标准 有七个部分组成 描述了安全相关系统的软 硬件的要求 从危险分析和安全功能的详细说明开始 直到系 统停用和处理 它提出了4个安全完整性等级 提出了影响安 全完整性等级的二个因素 安全故障的比例和目标失效量的测 量 IEC 61511 功能性安全功能性安全 过程工业部分的安全仪表系统过程工业部分的安全仪表系统 本标准是IEC61508 在过程工业领域的应用 本标准给出了安全 仪表系统的规范 设计 安装 运行和维护要求 以及它的应 用指南和确定要求的安全完整性等级的指南 主要适用于包括 化工 炼油 油气生产 纸浆和造纸等在内的过程控制领域 它适用于安全仪表系统的设计师 集成商和用户 Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 13 国际过程安全标准国际过程安全标准 过程 安全 仪表 系统 IEC 61508 设备的 制造商 供应商 SIS系统设计者 集成商 用户 IEC 61511 适用于适用于RA 适用于适用于适用于适用于RARA适用于适用于 RA 客户客户 适用于适用于适用于适用于 RA RA 客户客户客户客户 Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 14 各种规模的解决方案满足不同需求 通用或专用的产品 分立或成套 OPC 及 FactoryTalk CIP 满足SIL1 2 和 3的解决方案 实效 安全型 容错型 不同冗余配置满足不同要求 1oo1 1oo2 2oo2 2oo3 PlantPAx 过程安全控制产品过程安全控制产品 Basic Process Control Emergency Shutdown Process Shutdown SIL 0SIL 1SIL 2SIL 3 Nuclear Reactors Fire Gas Burner Management Combustion Compressor Turbine SIL 4 Standard PLC s DCS s Chemical Reactors CPC HIPPS Process Control Fail Safe Fault Tolerant Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 15 基本架构基本架构 单重化 1oo1 容错 0 通道 1 Logic Solver 通道通道 输入Logic Solver逻辑判 决器 输出 Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 16 基本架构基本架构 双重化1oo2d 双重化2oo2 双重化 1oo2 容错 1 诊断 通道 1 通道 2 通道 1 通道 2 两个带有冗余 输出的通道 串联来 确保安全关断 D 两个带有冗余 输出的通道 并联来 确保可用性 Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 17 基本架构基本架构 三重化 2oo3 三个带有冗余输出 的通道并联和投票 通道 1 通道 2 通道 3 1 2 3 1 2 3 TMR 总线三重化冗余 Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 18 基本架构基本架构 四重化 双重化 D D 诊断 通道 1 通道 2 诊断 通道 3 通道 4 Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 19 Agenda 安全定义 安全定义 什么是什么是SIL 什么是什么是SIL 安全应用安全应用 安全应用安全应用 ICS Triplex ICS Triplex Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 2007年年6月月RA收购收购ICS Triplex Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 21 过程控制及关键控制分野过程控制及关键控制分野 Basic Process Control Emergency Shutdown Process Shutdown SIL 0SIL 1SIL 2SIL 3 Nuclear Reactors Fire Gas Burner Management Combustion Compressor Turbine SIL 4 Chemical Reactors CPC HIPPS Process Control Safety Reliability安全可靠性Safety Reliability安全可靠性 Safety Availability 安全可用性 安全可用性 Safety Availability 安全可用性 安全可用性 Fault Tolerant 容错 过程安全 机器安全 失效安全 Fail Safe Safety Integrity Level 整体安全水平 单重化单重化 热备双重化热备双重化 2oo2 1oo2D 2oo3 XooY Copyright 2009 Rockwell Automation Inc All rights reserved 22 过程控制及关键控制 整体 安全 水平 高可用性 Basic