1引言  

安全儀表系統（SIS）起源于上個(gè)世紀70年代，安全儀表系統的技術(shù)主要掌握在歐美國家，在亞洲只有日本擁有這個(gè)技術(shù)，目前國內的SIS市場(chǎng)主要為國外的廠(chǎng)商所壟斷。隨著(zhù)國家對公民人身安全越來(lái)越重視，對生產(chǎn)過(guò)程可能對環(huán)境造成的傷害限制越來(lái)越嚴格，國家出臺了一系列政策強制相關(guān)企業(yè)在常規控制系統的基礎上配套安全儀表系統。此外，用戶(hù)自身也逐漸認識到“防患于未然”,雖然當前成本較高，但從長(cháng)遠看還是值得的。這些政策導向及用戶(hù)成熟度的提高也為安全儀表系統在國內的產(chǎn)業(yè)化提供了極大的可能。

和利時(shí)作為國內自動(dòng)化行業(yè)的領(lǐng)導供應商之一，有責任和義務(wù)承擔起國產(chǎn)安全儀表系統的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作，降低用戶(hù)的成本壓力，改善安全生產(chǎn)環(huán)境，加強國家的關(guān)鍵技術(shù)儲備。HiaGuard安全儀表系統是國內第一套符合IEC61508和IEC61511國際標準并取得TÜV Rheinland SIL3安全等級認證的安全儀表系統。HiaGuard系統的出現打破了國外廠(chǎng)商對中國市場(chǎng)的壟斷，對于中國高端裝備國產(chǎn)化以及國家安全都有深遠的意義。

    

2 HiaGuard系統介紹

2.1技術(shù)特點(diǎn)

從系統架構來(lái)看，存在二乘二取二（1oo2D*2）和三取二（2oo3D）兩種主要型式，2oo3D和1oo2D*2系統架構的目的都是為了能夠同時(shí)容忍安全失效和危險失效，即保證安全性也有足夠的可用性。

所謂2oo3D是指三重化表決的系統架構，即通過(guò)三取二表決的方式來(lái)決定采用哪個(gè)數據進(jìn)行運算，運算后采用哪個(gè)數據控制輸出。通過(guò)表決的方式過(guò)濾掉異常數據，保證輸出的安全。

所謂1oo2D*2是指兩重化診斷加冗余的系統架構，1oo2D即帶診斷的1oo2架構，1oo2架構本身有一定可用性但安全性差，通過(guò)增加診斷電路以提高安全性，診斷電路可以直接切斷最終輸出以保證輸出的安全。

從理論計算而言1oo2D*2比2oo3D架構稍占優(yōu)。但通過(guò)與設計院和用戶(hù)專(zhuān)家溝通后其對三重化的系統架構更認可，主要原因是國內大部分應用采用的都是這種架構的安全系統，實(shí)際運行狀況良好，基本沒(méi)有誤動(dòng)與拒動(dòng)現象，且維護方便。此外通過(guò)與用戶(hù)的溝通，也確定了系統的其他關(guān)鍵需求，比如支持的信號種類(lèi)、系統規模、組態(tài)編程語(yǔ)言、系統響應時(shí)間、SOE精度與容量、供電方式等。

根據上述用戶(hù)需求并綜合考慮IEC61508標準中的具體要求，最終我們給出了如圖1所示的系統架構。

(1)從圖1中可以看出，系統安全回路部分采用了完全的三重化設計，支持DI、AI、DO三種信號類(lèi)型，通訊接口可冗余配置，通過(guò)MODBUS接口與第三方過(guò)程控制系統集成。

(2)系統采用三重化冗余的安全架構（2oo3D），三重化冗余包括安全控制器的三重化冗余，也包括了I/O通道的三重化冗余以及通訊鏈路的三重化冗余，三重化冗余的系統架構和高診斷覆蓋率確保了危險故障的及時(shí)診斷。系統的安全完整性等級達到IEC61508 的SIL3級。

圖1 系統架構圖

 (3)系統支持大規模的應用場(chǎng)合，且規?？勺?，單臺控制站支持最大1000 I/O 點(diǎn)?？刂普咀羁斓膾呙钑r(shí)間達到30ms（200 I/O點(diǎn)）。系統SOE的時(shí)間分辨率為1ms，控制站中最多可存儲100000條SOE記錄。系統可以與和利時(shí)的DCS進(jìn)行無(wú)縫集成，即共用人機界面和控制網(wǎng)絡(luò )。

(4)系統組態(tài)語(yǔ)言符合IEC61131-3國際標準，支持LD（梯形圖）和FBD（功能塊圖）編程語(yǔ)言。

(5)系統的組態(tài)軟件支持中文和英文，相比國外的系統而言，全中文化的組態(tài)環(huán)境，更加適用于中國用戶(hù)的使用。

 2.2 應用領(lǐng)域

HiaGuard系統廣泛適用于石油天然氣、煉油、石化、化工以及電力行業(yè)中的ESD（緊急停車(chē)系統）、PSD（過(guò)程停車(chē)系統）、FGS（火災和氣體報警系統）、BMS（燃燒器管理系統）、ETS（緊急跳閘系統）的關(guān)鍵應用場(chǎng)合。

3發(fā)展前景

 隨著(zhù)HiaGuard系統的正式發(fā)布，其未來(lái)的發(fā)展方向是提供更加靈活的高可靠性安全架構，支持更多的I/O類(lèi)型，同時(shí)關(guān)注整個(gè)安全控制回路可用性，與和利時(shí)集團其他的增值解決方案集成，為用戶(hù)提供性?xún)r(jià)比更好的過(guò)程安全解決方案。和利時(shí)集團不僅能夠為用戶(hù)提供常規過(guò)程控制系統，也可以提供安全保護系統，從而提供控制、保護整體解決方案。同時(shí)依托本地化的服務(wù)，及時(shí)響應用戶(hù)需求，使用戶(hù)利益最大化。