PlantPAx-过程安全介绍

Copyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.InsertPhotoHerePR04–PlantPAx过程安全介绍ProcessSolutionsTeam(China)Copyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.2Agenda•安全定义•安全定义•什么是SIL•什么是SIL•安全应用•安全应用•ICSTriplex•ICSTriplexCopyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.3什么是功能性安全?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©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.4Agenda•安全定义•安全定义•什么是SIL•什么是SIL•安全应用•安全应用•ICSTriplex•ICSTriplexCopyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.5风险降低结果多么可能?多么严重?多经常?频率机会系统的危险不同的位置危险/安全安全环境经济/PRSIL(SafetyIntegrityLevel)是量化风险的一种方法Copyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.SIL安全完整性级别IEC61508安全完整性级别SIL4SIL3SIL2SIL1SIL0$费用/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©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.7风险评估-决定/SIL风险参数:D-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E1:很少到相对频繁E2:频繁到持续不断A-危险避免/缓解A1:可能在一定的条件下A2:很小可能P-出现可能性P1:非常低的可能性P2:低可能P3:相对高可能Source:TUVProductServiceD1D2D3D4A1A2A1A2E1E2E1E2P3P2P1010113340112332312434000Copyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.8防备被动保护层紧急情况响应层工厂和紧急情况响应过程值Normalbehaviour基本过程控制系统过程控制层分层防护的安全机制操作员干预过程控制层过程报警工艺停车故障级别报警安全仪表系统安全层紧急情况停止安全阀，挡板主动保护层防止减轻xxCopyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.9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©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.10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ESDCopyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.11应用的过程控制安全标准•IEC61508电器/电子/可编程电子安全相关系统的功能性安全•IEC61511功能性安全:过程工业部分的安全仪表系统•ANSI/ISAS.84.01与IEC61511相同，包含了以前版本的条款•NFPA72国家火灾保护协会第72部分火灾保护系统•NFPA85.01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。•NFPA85.02标准，用于防止多个单体燃烧锅炉熔炉爆炸/爆裂。•NFPA86标准，用于燃烧炉控制•EN50178用于电力能源安装的电气设备•EN50156用于燃烧炉的电气设备•EN54-2火灾检测和报警系统•DINVDE0801用于安全相关系统的计算机准则•DINVDE19250对于设备进行测量和控制时需要考虑的基本方面•DINVDE0116燃烧炉电气设备•API美国石油协会Copyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.12应用的过程控制安全标准•IEC61508电器/电子/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。•IEC61511功能性安全: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©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.13国际过程安全标准过程安全仪表系统IEC61508设备的制造商&供应商SIS系统设计者,集成商&用户IEC61511适用于RA适用于适用于RARA适用于RA&客户适用于适用于RA&RA&客户客户Copyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.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:–1oo1–1oo2,2oo2–2oo3PlantPAx:过程安全控制产品BasicProcessControlEmergencyShutdownProcessShutdownSIL0SIL1SIL2SIL3NuclearReactorsFire&GasBurnerManagement&CombustionCompressor&TurbineSIL4StandardPLC’s&DCS’sChemicalReactors,CPC&HIPPSProcessControlFailSafeFaultTolerantCopyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.15基本架构单重化1oo1容错=0通道1LogicSolver通道=输入LogicSolver逻辑判决器输出Copyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.16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©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.17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3123123TMR总线三重化冗余Copyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.18基本架构四重化？双重化！DD诊断通道1通道2诊断通道3通道4Copyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.19Agenda•安全定义•安全定义•什么是SIL•什么是SIL•安全应用•安全应用•ICSTriplex•ICSTriplexCopyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.2007年6月RA收购ICSTriplexCopyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.21过程控制及关键控制分野BasicProcessControlEmergencyShutdownProcessShutdownSIL0SIL1SIL2SIL3NuclearReactorsFire&GasBurnerManagement&CombustionCompressor&TurbineSIL4ChemicalReactors,CPC&HIPPSProcessControlSafetyReliability安全可靠性SafetyReliability安全可靠性SafetyAvailability安全可用性SafetyAvailability安全可用性FaultTolerant容错过程安全机器安全失效安全FailSafeSafetyIntegrityLevel整体安全水平单重化热备双重化2oo21oo2D2oo3XooYCopyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.22过程控制及关键控制整体安全水平高可用性BasicProcessControlSystemEmergencyShutdownProcessShutdownSIL0SIL1SIL2SIL3NuclearReactorsFire&GasBurnerManagement&CombustionCompressor&TurbineSIL4StandardPLC’s&DCS’sChemicalReactors,CPC&HIPPS罗克韦尔解决方案所覆盖的领域-过去…-现在Copyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.23关键控制系统关键控制系统工艺过程工艺过程集散控制系统DCS集散控制系统DCS报警系统Alarms报警系统Alarms火气系统Fire&Gas火气系统Fire&Gas紧急停车/安全联锁系统ESD/SIS紧急停车/安全联锁系统ESD/SIS锅炉管理系统BMS锅炉管理系统BMS机组控制系统TMC机组控制系统TMC安全控制机组控制Copyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.24罗克韦尔ICSTriplex的贡献火气监测/保护系统Fire&GasDetection/Protection火气监测/保护系统Fire&GasDetection/Protection紧急停车/安全联锁系统ESD/SIS紧急停车/安全联锁系统ESD/SIS锅炉管理系统BMS锅炉管理系统BMS机组控制系统TMC机组控制系统TMC（生命攸关的）关键控制系统(Life)CriticalControlCopyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.25ICSTriplex关键控制整体解决方案CriticalControlCopyright©2009RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.26硬件平台－技术演化1998-Trusted1998-Trusted2008-AADvance2008-AADvance1977–T62001977–T6200198