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zheDCS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、renjijiemian，yejiushizhiqianshuodeyizhongfenli。jiangzheyangbutongdexitongtongguowangguanxianghulianjie，yibianjinxingshujujiaohuan。lianggexitongshiyongbutongdegongchengzutaigongju，zhezhongfangshikechengweibutongkongzhiqi
、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 wufengjichengkeyijiakuaixitongdeshishibingjieshengrenli。zaizhuangzhikaicheherihoudeyunxingguochengzhongtigaocaozuorenyuandecaozuoxiaolv，jianshaowucaozuodefasheng。jichengdebaojingheshijianjilubianyuguzhangfenxi。

　　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