《HIMA技術(shù)交流》課件

安全控制系統(tǒng)

安全技術(shù)交流2022/12/41HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!

交流提綱HIMA簡介（10分鐘）安全理念：IEC61508，SIS（20分鐘）HIMA系統(tǒng)介紹：H41/51q（60分鐘）

休息安全連接設(shè)備（20分鐘）安全（冗余）通訊（10分鐘）2022/12/42HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!Weleon

HIMATrainingCenter

歡迎體驗黑馬

值得信賴的安全性、可用性和可靠性2022/12/43HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!里程碑主要產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域參考項目全球網(wǎng)絡(luò)亞太地區(qū)系統(tǒng)分布里程碑

1908

由JohannesHildebrandt先生創(chuàng)建于曼海姆,

HIMA的名字源于

Hildebrandt和Mannheim；

1970

世界上套獲TüV認證的安全系統(tǒng):Planar；1986

世界上套獲TüV認證的PES系統(tǒng):H50；1991

世界上個獲TüV認證的

軟件-反向編譯功能；

1994

通過DINISO9001、DQS

認證；1997

世界上家獲TüV認證的

安全以太網(wǎng)通訊技術(shù)；1997

世界上套獲TüV認證的2004D/QMR系統(tǒng):

H41q/H51q；2002世界上運算速度最快的獲TüV工廠自動化安全系統(tǒng)；2002作為世界上家安全系統(tǒng)生產(chǎn)廠商，HIMA首家獲得TüV

授予的IEC61508“全面安全功能管理”證書；

2006世界上第四代安全系統(tǒng)HIMAX從HIMA誕生。2022/12/44HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!里程碑主要產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域參考項目全球網(wǎng)絡(luò)亞太地區(qū)系統(tǒng)分布應(yīng)用領(lǐng)域煉油、化工、石油化工、海上油氣開采以及鋼鐵、電力等行業(yè)的:緊急停車系統(tǒng)(SIS)；火氣保護系統(tǒng)(F&G)；LNG保護系統(tǒng)高壓保護系統(tǒng)(HIPPS)；燃燒爐控制系統(tǒng)(BMS)；油/氣長輸管線監(jiān)測；反應(yīng)器控制等。*

2022/12/45HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!里程碑主要產(chǎn)品應(yīng)用范圍參考項目全球網(wǎng)絡(luò)亞太地區(qū)系統(tǒng)分布參考項目中海油渤海公司海上采油平臺QK18-2（SIS，F(xiàn)&G）；蘭州乙烯裝置（SIS）；茂名乙烯裝置（SIS）；上海（拜爾）聚合物有限公司（BMS，HIPPS）；BP賽科（SECOO）90萬噸乙烯聯(lián)合（SIS,F&G）36套系統(tǒng)108個機柜BASF漕涇THF/PolyTHF(SIS)揚巴苯乙烯（SIS）鎮(zhèn)海100萬噸乙烯聯(lián)合裝置目前，共有20000

多套在世界各地運行。*2022/12/46HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!總部：馬來西亞的吉隆坡澳大利亞

韓國中國（北京/上海/沈陽）印度

印度尼西亞

伊朗泰國科威特里程碑主要產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域參考項目全球網(wǎng)絡(luò)亞太地區(qū)亞洲及太平洋地區(qū)2022/12/47HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!部分

安全控制系統(tǒng)的理念2022/12/48HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!SIS&ESDSIS---SafetyInstrumentedSystem(用安全儀表裝備的系統(tǒng));包括ESD以及與之配套的傳感器和執(zhí)行元件等,用戶的接口設(shè)備,如安全柵、繼電器、信號分配器等可以考慮在SIS系統(tǒng)中。2022/12/49HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!安全性&可用性

安全性是指德國TUV認證機構(gòu)按照IEC61508規(guī)范對認證對象的安全功能進行認證，而評估的SIL安全等級，如SIL1-4級；按照DIN19250規(guī)范認證的AK安全等級，如AK1-8級；安全深度是由系統(tǒng)的平均無故障概率來衡量的；可用性是指安全儀表回路上某個功能元件故障時，不影響裝置正常運行，其跟功能元件的共損因數(shù)有關(guān)。2022/12/410HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!本質(zhì)故障安全型PES原理框圖DPRDPRCU1CU21stI/OBUS2ndI/OBUSWDWD1stI/OBUS2ndI/OBUSWDWDOutputmoduleOutputmoduleBSBSTTXXField2022/12/411HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!冷備、熱備&在線

此概念為冗余的工作方式；熱備為備卡帶電但不工作；冷備為不帶電也不工作；在線為冗余部分都同時在工作，只有這種方式才能實現(xiàn)無擾動切換。2022/12/412HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!HIMAH51q-HRS（一）既冗余又容錯卡籠間冗余，系統(tǒng)共損因數(shù)最小2022/12/413HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!SIS可以做什么？控制高限臨界報警值SIS控制控制低限BPCS控制失控的過程參數(shù)SIS使裝置緊急停車機械泄放機構(gòu)動作正常的工藝參數(shù)Boom!聯(lián)鎖動作值2022/12/414HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!SafetyIntegrityLevels(SIL)DistributionoftheFailureMeasures35% Sensors15% Logicsolver50% FinalelementsSAFETYINTEGRITYLEVELPFDAVERAGERANGE(PFD=ProbabilityofFailureonDemand)SAFETYAVAILABILITYRANGE410-4

to10-60.9999to0.999999310-3

to10-40.999to0.9999210-2

to10-30.99to0.999110-1

to10-20.9to0.992022/12/415HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!第二部分

HIMA的安全控制系統(tǒng)2022/12/416HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!在中央單元（CU）上設(shè)置了雙CPU；一個中央單元即可滿足安全等級

AK6/SIL3

CU之間的通訊由高速雙口RAM（DPR）來完成；2oo4/QMR

結(jié)構(gòu)(QuadrupleModularRedundant)；最大的實用性和冗余容錯結(jié)構(gòu)（全冗余、兩級容錯）；HI-Quad安全技術(shù)的成熟理念2022/12/417HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!H41/51q-MS系統(tǒng)

AK6\SIL3&

較高的實用性系統(tǒng)的基本掃描周期達5ms;基于HiQuad技術(shù)的CU結(jié)構(gòu)，即使是單CU、單I/O模件，系統(tǒng)仍能達到AK6\SIL3

的安全等級要求2022/12/418HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!H41/51q-HRS系統(tǒng)

AK6/SIL3&最高的實用性系統(tǒng)特點:無故障修復(fù)時間限制；實用性99.99%以上；平均無故障時間200年以上；系統(tǒng)故障診斷率99.99%以上，HIMA特有的冗余、容錯和故障分離技術(shù)，使系統(tǒng)對硬件和軟件診斷的準(zhǔn)確性、及時性和靈敏度得到極大改善，使誤報率和漏報率大幅降低；2022/12/419HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!

2022/12/420HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!RacksI/ODetailsCabinetsBusstructureMechanicalDesignLocation/IP/SILK1412B3xF7126F71312xF8650XZ6018,3fansHIMASystemRackH51q-HS/HRSB5233-1/-2

《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!

DI(a)

DI(b)

CU12cpuintheCU

CU22cpuintheCU

DO(b)DO(a)I/O

rack(A)I/O

rack(B)I/O

rack(B)I/O

rack(A)I/Obus(1)I/Obus(1)I/Obus(2)I/Obus(2)SwitchinsiteSolenoidvalveinsiteH41/51q-HRS系統(tǒng)架構(gòu)示意圖TS101TAHS101TAHS101TV101TSV101TSV101SIL3SIL32022/12/422HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!輸入模件–故障的測試/反應(yīng)Failureintheinputmodule在用戶程序中以L-信號值操作(數(shù)字量輸入)在用戶程序中以“0”值操作(模擬量輸入)故障顯示:機柜,機架,模件輸入線路上的故障以L-信號作為“0”信號操作故障顯示:機柜,機架,模件，通道冗余輸入模件正常工作模件的值

monitoringtestvaluefunctiontest

crosstalk

linebreak

lineshortcircuittransmittersupply

crosstalk

linearity 1,Z2 1,Z2EN12##functiontest

crosstalkdigitaldigitalwithmonitoringanalogSignalTestSignalTestanalogvalueTest

I/ODetailsRacksCabinetsBusstructureMechanicalDesignLocation/IP/SIL2022/12/423HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!F6217F8628

I/ODetailsRacksCabinetsBusstructureMechanicalDesignLocation/IP/SIL2022/12/424HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!提供工程、設(shè)計、邏輯和離線(off-line)測試所必須的完備的功能ELOPII

工程軟件包滿足HIMAPES硬件工程設(shè)計和編程的所有要求操作軟件包集成了HIMAPES安全操作和平穩(wěn)維護的所有功能*完整的功能2022/12/425HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!變量列表

FBD-編輯器

FBD圖頁圖拖&放雙擊,打開FBD編輯器2022/12/426HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!Drag&Drop機柜子機架主機架卡件列表2022/12/427HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!完美的安全性ELOPII應(yīng)用軟件具有通過TüV認證的反向編譯功能：在新項目中用安全碼編譯器(GNU-C編譯器)；GNU-C編譯器進行兩次編輯；目標(biāo)碼在目標(biāo)碼比較器進行比較；安全數(shù)據(jù)下載至目標(biāo)系統(tǒng)中；增改邏輯時“舊C”碼與“新C”碼比較；對在每個程序中的邏輯,變量和常數(shù)的改變進行

安全檢測*2022/12/428HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!HIMA的安全以太網(wǎng)HIMA的安全以太網(wǎng)解決了安全控制系統(tǒng)用以太網(wǎng)連接的問題，具有：安全性可靠性確保性HIMA提供經(jīng)TüV認證的安全以太網(wǎng)，等級為AK6/SIL3HIMA提供了一個完全可靠的理念–冗余以太網(wǎng)HIMA確保時間響應(yīng)–確定性以太網(wǎng)*HIMA是世界上家把這種安全技術(shù)商業(yè)化的公司，這使得安全控制系統(tǒng)的分布式控制成為事實.2022/12/429HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!控制室Safety-Ethernet結(jié)構(gòu)冗余控制網(wǎng)絡(luò)100Mbps實時安全控制域?qū)崟r控制域RealTimeSafetyControlDomain快速以太環(huán)快速以太環(huán)冗余管理器實時安全控制域2022/12/430HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!HIMAPaulHildebrandtGmbH+CoKGBrühl.Mannheim.Germany.hima.HIMA（Shanghai）SafetySystemCo.,Ltd.上海黑馬安全自動化系統(tǒng)有限公司上海浦東外高橋保稅區(qū)希雅路350號5號樓4層A部2022/12/431HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!里程碑主要產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域參考項目全球網(wǎng)絡(luò)亞太地區(qū)系統(tǒng)分布主要產(chǎn)品可編程電子系統(tǒng)（PES）：A1系列---A1/A1digital（AK4/SIL2）H41q/H51q系列---MS/HS/HRS(AK6/SIL3）硬連線邏輯電子系統(tǒng)（E）：PLANAR系列---Planar4（AK7/SIL4）繼電器（AK6/SIL3）報警設(shè)定器（AK6/SIL3）*2022/12/432HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!里程碑主要產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域參考項目全球網(wǎng)絡(luò)亞太地區(qū)系統(tǒng)分布參考項目遼化催化重整（SIS);南京惠生甲醇（SIS);兗礦煤氣化（SIS);勝利油田煉油廠（SIS）；正和加氫焦化（SIS)；東明加氫焦化催化裂化（SIS);湛江煉油廠（SIS）；京博重油催化（SIS);?？浦卮撸⊿IS)；山東?；揭蚁┭b置（SIS)；齊魯石化公司第二化肥廠（SIS）；齊魯石化苯乙烯裝置（SIS）；齊魯煤氣化裝置（SIS）。*2022/12/433HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!里程碑主要產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域參考項目全球網(wǎng)絡(luò)亞太地區(qū)系統(tǒng)分布全球網(wǎng)絡(luò)美洲歐洲中東和非洲亞洲及太平洋地區(qū)

2022/12/434HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!2022/12/435HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!有關(guān)SIS系統(tǒng)的幾個概念1、SIS和ESD2、SIS、PLC和DCS3、安全性和可用性4、安全系統(tǒng)必須有TüV的安全證書、認證報告和安全手冊5、本質(zhì)和結(jié)構(gòu)安全6、重化和冗余7、熱備、冷備和在線8、本安回路和安全回路2022/12/436HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!SensorsISBarriersTripAmplifiersSafetySystemISBarriersRelaysActuatorsRC-6/SIL-3RC-6/SIL-3RC-6/SIL-3OnlyHIMAcanofferRC-6/SIL-3ponentsbeyondthesystemHIMA-HIMAISBarriers,RelaysandTripAmplifiersarestandaloneproducts-Canbeusedregardlessofthesafetysystemtechnologyandbrandinstalled-ExistingequipmentcaneasilybeexchangedwithHIMAproductsRedundantorTUVapprovedRedundantorTUVapprovedAdditionalAdvantages:OthersHIMA的安全回路SIS系統(tǒng)2022/12/437HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!本質(zhì)&結(jié)構(gòu)安全

其區(qū)分為SIS系統(tǒng)在SIL3/AK6時有無故障修復(fù)時間限制（即在系統(tǒng)故障時，有無倒計時安全時間限制）的SIS系統(tǒng)。本質(zhì)安全的系統(tǒng)是具有優(yōu)先級的三級控制；結(jié)構(gòu)安全的系統(tǒng)在組態(tài)為SIL3/AK6（即系統(tǒng)的平均無故障概率達到99.9-99.99%）的安全等級時，其系統(tǒng)必須在軟件組態(tài)時填寫故障修復(fù)時間。需要說明的是這種限制在組態(tài)成SIL2/AK4時，就不復(fù)存在。2022/12/438HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!重化&冗余需要明確的是重化就是重化，冗余就是冗余，不能混為一談。二重化(1oo2)、三重化(2oo3)等都是為了達到一定的安全等級來設(shè)計的，即沒有優(yōu)先級的表決系統(tǒng)，統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)安全設(shè)計；冗余是為實現(xiàn)控制元器件功能上的獨立對等而開發(fā)的，其目的是不停車，即可用性。2022/12/439HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!點冗余、卡件冗余&卡籠間冗余

此概念為冗余的結(jié)構(gòu)方式，直接決定了系統(tǒng)的可用性；點冗余為一塊卡上多點（專業(yè)也叫重化）冗余，往往跟安全性有關(guān)；卡件冗余則為卡件的左右冗余方式；卡籠間冗余是上下兩個卡籠冗余，此冗余方式為全冗余，此方式的系統(tǒng)共損因數(shù)最小，它包含了點和卡件冗余。2022/12/440HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!HIMAH51q-HRS（二）SIL3SIL32022/12/441HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!SIS設(shè)計應(yīng)用示例

T1-101LRC101I/PLCV101ALT101PSV101RAWMATREIALFEEDFCATMFCSSLASH101

LS101HS101AHS101B

iManualShutdownRESETEXHEXHAIRLCV101B2022/12/442HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!系統(tǒng)/裝置的安全等級2022/12/443HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!提高生產(chǎn)力的關(guān)鍵H41q/H51q安全控制系統(tǒng)HIMAPaulHildebrandtGmbH+CoKG2022/12/444HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!在每個CU模件上有兩個CPU和硬電路比較器；AK6/SIL3安全等級；100%兼容功能；重新開發(fā)設(shè)計的μP電路板；開發(fā)設(shè)計了新的風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，使CPU的溫度低于環(huán)境溫度10°C,因而具有更高的可靠性；仍提供原型號

F8650

/F8650A&

F8653/F8653A的服務(wù)和備件；*中央單元（CU）模件F8650E-F8653E2022/12/445HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!H41/51q-HS系統(tǒng)

AK6/SIL3&高實用性2022/12/446HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!ScalableAvailability2022/12/447HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!主機架:2個CU模件,最多5個通訊模件

CM;3塊電源卡(2oo3):24Vdc/5VDC;1塊電源監(jiān)視卡(F7131);16個子機架/每個主機架;16個I/O模件/每個子機架;系統(tǒng)機柜:Rittal800*800*(2000+100)或800*600*(2000+100)H51q系統(tǒng)RacksI/ODetailsCabinetsBusstructureMechanicalDesignLocation/IP/SIL2022/12/448HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!Location/IP/SILRacksI/ODetailsCabinetsBusstructureMechanicalDesign2022/12/449HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!Fail-SafeWatchdogCPU1CPU2MemorydirectMemoryinverseComparatorMultiplexerDiagnosticDPRFail-SafeWatchdogCPU1CPU2MemorydirectMemoryinverseComparatorMultiplexerDiagnosticDPRI/Obus(1)I/Obus(2)WD(1)WD(2)1oo2DCU1CU21oo2D2oo4D故障安全型PES原理框圖2022/12/450HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!ControlReadbackControlReadbackMonitoringdigitaldigitalwithlinemonitoring輸出模件故障時安全被賦予第二個獨立的電路等全部切除組切除切除有缺陷的模件(整體切除)故障顯示:機柜,機架,模件線路上的故障故障顯示:機柜,機架,模件，通道

I/ODetailsRacksCabinetsBusstructureMechanicalDesignLocation/IP/SIL輸出模件–故障的測試/反應(yīng)2022/12/451HIMACHINA《HIMA技術(shù)交流》課件共58頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!ELOPIISafetyCe