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一篇文章幫你瞭解HiaGuard——中國的SIS


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HiaGuard概述

HiaGuard是和利時集團面向工業自動化安全應用開發的一套安全儀錶系統(SIS)。

該系統通過TÜV Rheinland Industrie Service GmbH認證,滿足IEC61508 /IEC61511中定義的SC3系統能力等級和SIL3安全完整性等級。依據IEC61508 /IEC61511 /IEC50156-1中要求,HiaGuard系統可應用於要求安全完整性等級為SIL3及以下的安全相關應用。

安全儀錶系統是由自身的軟、硬體以及操作平臺及現場儀錶(變送器、測量儀錶、電纜及執行機構等)組成的有機整體。系統中任何一個環節出現問題導致系統部分功能失效或引發控制系統故障,甚至導致生產停車等事故。

HiaGuard系統採用2oo3D架構,適用的應用包括緊急停車系統(ESD)、火氣監測系統(FGS)、燃燒爐管理系統(BMS)、緊急跳閘系統(ETS)、過程停車系統以及關鍵過程控制。


HiaGuard系統組成

HiaGuard的計算機系統由工程師站、操作員站、系統歷史站、通信控制器及網絡等組成,用以實現一個或多個安全功能的系統,確保裝置或獨立單元具有一定的安全度。每一採集站內的各I/O模塊和主控模塊通過控制網絡連接起來進行通信,各控制站、通訊模塊、歷史站、操作員站和工程師站等通過系統網絡連接起來,構成整個計算機安全系統。

系統結構示意圖

  • 工程師站是為專業工程技術人員設計的,內裝有相應的組態平臺和系統維護工具。通過系統組態平臺生成適合於生產工藝要求的應用系統,具體功能包括:系統生成、資料庫結構定義、組態操作、流程圖畫面組態、報表程式編製等。而使用系統的維護工具軟體實現過程控制網絡除錯、故障診斷、信號調校等。

  • 操作員站是由工業PC機、鍵盤、滑鼠、印表機等組成的人機系統,是操作人員完成過程控制監控管理任務的環境。

  • 控制站是系統中直接與現場信號交互的I/O處理單元,完成整個工業過程的實時監控功能,控制站可冗餘配置。

  • 過程控制網絡實現工程師站、操作站、控制站的連接,完成信息、控制命令等傳輸,雙重冗餘設計。

HiaGuard系統特點

HiaGuard系統滿足IEC 61508 (2010)定義的SIL3安全完整性等級和SC3系統能力等級,適用於SIL3及以下安全完整性等級的低要求操作樣式的安全相關應用,如ESD、BMS、FGS、ETS等,應用領域集中在過程工業,如煉油、石化等,具有以下特點:

  • 帶診斷的三取二架構(2oo3D)

  • 物理上獨立,降低共因失效

  • 安全狀態為“0”,即失電安全

  • 提供豐富的硬體、軟體診斷措施

  • 支持外部連線診斷

  • 控制器之間、控制器與I/O模塊之間均採用安全通訊協議

  • 通訊模塊內置防火牆功能

  • 允許降級運行,採用3-2-0的降級樣式

  • 系統側與現場側獨立供電

  • 1+1的供電冗餘

  • 系統可用率達99.999%

  • 通道可容忍多重故障

  • I/O模塊支持單獨配置和冗餘配置,單模塊即可滿足SIL3

  • 通訊模塊支持冗餘配置

  • 最快系統響應時間< 30ms

  • 站內或站間SOE精度可達1ms

  • 控制器中可儲存10,000條SOE記錄

  • 支持LDFBD編程語言(符合IEC 61131-3

HiaGuard系統指標


組態軟體簡介

HiaGuard是和利時公司自主研發的工業自動化領域SIL3安全系統,其中,Safe
-AutoThink
(簡稱Safe-AT)是本系統的控制邏輯組態軟體,即和利時公司專門為工業安全儀錶系統(簡稱SIS)而自主研發的工業控制策略組態軟體,屬於和利時AutoThink軟體家族。

Safe-AutoThink軟體是基於Windows平臺的編程工具,主要用於控制器演算法編程,是聯鎖邏輯方案的開發平臺,是硬體配置和軟體編程的標準軟體包。

Safe-AutoThink主要具有以下功能及特點:

  • 組態簡單直觀:採用樹形結構進行硬體配置、任務配置、用戶程式、資料等組態;

  • 組態語言豐富標準:支持LDFBD2種編程語言,完全符合IEC61131-3標準;

  • 組態指令豐富,支持多種資料型別;

  • 支持圖形化的硬體模塊配置和引數設置;

  • 提供反編譯功能:系統自動執行此過程以驗證程式編譯的正確性,並且提供用戶編譯結果報告和請求確認是否通過組態驗證;

  • 具有仿真除錯功能:通過模擬控制器的運算,實現在線的相關操作,並且仿真樣式下支持對變數的強制操作;

  • 具有在線除錯及程式檢查等功能;

  • 具有日誌功能:記錄與現場控制站通訊相關的下裝、運行、停止、除錯、離線等操作信息;

  • 具有權限管理和密碼保護功能;

  • 用工程來管理一個自動化系統的硬體和軟體。

實際定製工業控制的解決方案過程中,每一個控制站中要對應一個控制器演算法工程,控制器演算法工程包含了所要運行的聯鎖保護策略,即聯鎖邏輯演算法。主要通過任務配置、硬體配置、程式創建、變數定義等實現演算法的組態。用戶使用Safe-AutoThink軟體來完成控制演算法組態的這一過程,可以稱之離線組態。在離線組態完成之後,通過本軟體對演算法工程進行編譯,並將編譯生成的二進制檔案下裝給Safe-AutoThink的現場控制站,然後在現場控制站中運行這些二進制檔案,實現在線監視和保護功能。


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