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編者語： “工業自動化領域安全技術的現狀與發展趨勢”研討會于2009年11月6日在上海新國際博覽中心召開。上海自動化儀表股份公司、ABB（中國）有限公司、法國歐申防雷上海公司、西門子（中國）有限公司、上海寶信軟件股份有限公司、施邁賽工業開關制造（上海）有限公司、Pilz（皮爾磁）中國公司等出席此次會議。

一、概況

　　隨著我國國民經濟的高速發展，重大安全事故時有發生，工業安全已越來越受到政府和人們的關注。由中國自動化學會儀表與裝置專業委員會、上海市自動化學會自動化儀表及應用專業委員會主辦的“工業自動化領域安全技術的現狀與發展趨勢”研討會于2009年11月6日在上海新國際博覽中心召開。由于在“2009年中國國際工業博覽會——工業自動化展”期間召開，因此有來自全國有關企業、用戶、研究設計院所和大專院校的專家與工程技術人員約100人出席了會議。

　　上海自動化儀表股份公司、ABB（中國）有限公司、法國歐申防雷上海公司、西門子（中國）有限公司、上海寶信軟件股份有限公司、施邁賽工業開關制造（上海）有限公司、Pilz（皮爾磁）中國公司、上海儀器儀表自控系統檢驗測試所、上海辰竹儀表有限公司共10位專家作了精彩的主旨報告。

　　中國自動化學會儀表與裝置專業委員會常務委員吳勤勤教授與上海自動化學會副理事長范鎧教授級高工主持了會議。

　　二、專家報告

　　上海自動化儀表股份有限公司DCS分公司朱強總工首先介紹“自動化控制系統功能安全要求”，細述了功能安全標準、功能安全概念、系統設計的功能安全管理、措施和技術。他指出：風險控制、安全生命周期和安全完整性等級是IEC 61508標準的精髓，在我國，等同于該標準的國家標準是GB/T 20438已于2006年頒布。在IEC標準中，安全被定義為“不存在不可接受的風險”；安全：存在的風險小于可容忍的風險；危險：存在的風險大于可容忍的風險。功能安全研究的對象分為兩大類：安全控制系統和安全保護系統，它們統稱為安全相關系統。功能安全管理也叫安全計劃，目的是在需求、設計、開發、產品、安裝、使用等各生命周期階段避免失誤。采用的措施和技術包括硬件與軟件，例如在系統設計中通常采用的是冗余設計，在要求嚴格的場合，還采用多樣性技術，其作用是防止安全系統出現故障，在我們的一個工程項目中除采用“四取二”的安全保護系統外，按照美國專家的建議還采用多樣性系統，實際應用取得了功效。

　　ABB（中國）有限公司曾碩巍經理接著介紹“ABB——致力于安全解決方案30年”，闡述了IEC 61508及IEC 61511功能安全，ABB在功能安全。他講述1979年ABB向挪威側北海平臺提供第一套安全控制系統，至今ABB已有25年一體化安全解決方案的經驗。從那時起，ABB向市場推出了覆蓋所有主流框架結構的安全系統，包括一重化、雙重化（DMR）、三重化（TMR）和四重化（QMR）結構。ABB新一代用于流程工業的自動化解決方案是800xA高完整性系統，它是先進的安全儀表系統，不僅具有SIL 3等級的AC 800M高完整性控制器及S800高完整性I/O等產品，還具有市場獨有的內嵌式多樣化技術，如軟件多樣化的邏輯解算器和硬件多樣化的S800 I/O模塊等。800xA系統可進行SIL 3等級的點對點的對等通信，支持ESD閥部分沖程測試，這種一體化的安全系統可靈活配置，可實現更高的生產率和更低的所有權費用。該系統在中國已用于300公里的福建天然氣接收站及管線等工程項目。

　　法國歐申（Eurptect）防雷上海公司尹群總工介紹“老化后不中斷信號傳輸的新型DCS電涌保護器（SPD）”細述了DCS系統信號電涌保護的發展現狀，DCS信號系統對SPD工作狀態批示和老化后不影響系統工作方面的應用。他簡述自動化儀表信號SPD產品的種類，按使用對象分，有傳感器類、變送器類、控制總線類、以太網類等；按外形結構分，有導軌安裝式和管螺紋安裝式。SPD的發展趨勢是通用型向專用型發展，安裝尺寸小型化、標準化，整體型SPD向防雷模塊可插拔發展，不斷提高自身與使用安全性能。近年來，SPD廠商重點研發SPD自身故障不影響系統工作和如何判斷SPD是否正常的技術，歐申公司利用電涌保護元件在老化后因漏電流加大通常會產生較高溫度的特點，完成了擁有專利的熱脫離結構，保證老化元件脫離后不再參與回路工作，并使SPD工作窗由白色轉為紅色，提醒維護人員更換信號防雷模塊，及時排除故障根源。

　　西門子（中國）有限公司李佳經理（女士）介紹“靈活可靠的安全集成解決方案助您生產一臂之力”，闡述安全標準、安全產品、解決方案、安全應用與編程。她闡釋故障安全（Fail safe）系統是如何實現的主要依靠硬件和軟件結合成就強大的自診斷功能；采用特殊技術保證軟件運行的可靠性；具有冗余功能，即使一部分失效，也能維持系統運行安全；安全的通信機制。這種系統一般不會失效，即使失效也是在可預測的范圍內，一旦失效，系統將進入安全模式。西門子具有用于工業自動化的集成安全技術和多種安全產品，如針對過程工業安全，有SIS系統，包括安全控制器、冗余技術、故障安全I/O、總線系統與各種變送器等；針對制造業安全，有故障安全PLC、故障安全I/O、Profisafe安全通信，故障安全繼電器，傳感器與驅動裝置。其中，用于系統級安全解決方案的控制器有模塊化安全控制器，預裝嵌入式Window XP和Win AC RTXF的嵌入式安全控制器與基于PC的Win AC RTXF安全軟控制器。根據安裝環境，有適用控制柜內或露天環境的安全控制器。上述安全型控制器，經TÜV認證支持IEC 61508標準到SIL 3等級，能實現集中或分布式控制，使用STEP 7軟件的FBD/LAD語言進行程序編寫更簡單。西門子的解決方案優勢是：一個控制器、一個控制軟件和一條總線可構建標準和安全相關系統；基于控制器，可靈活地連接到Profibus/Profinet(Profisafe)；模塊化的安全系統可連接多個傳感器和執行機構。在中國，已應用于奇瑞（Chery）汽車有限公司生產線等工程項目中。

　　羅克韋爾自動化（中國）有限公司王旭光經理介紹“Rockwell工業安全解決方案”，他敘述目前世界機器安全市場營銷排名為Rockwell、OMRON、Siemens、SICK、Pilz。羅克韋爾在中國沒有設廠，因此本公司進入中國市場的安全產品全部是從國外進口的。羅克韋爾的自動化集成架構可以滿足過程控制、機器控制、運動控制、安全控制等需求，安全產品包括PLC、安全繼電器、感應裝置、門鎖開關等。2009年推出的新產品有速度監控繼電器，能直接監控編碼器信號，如有突然振動、突然超速，可使有關裝置慢、停下來。PLC有小型到大型的，大型產品如Guard LogX集標準與安全功能于一身，經認證達到SIL 3級，用它可使標準與安全控制通信在同一網絡上進行，并使用同一軟件平臺。羅克韋爾的機器安全解決方案已用于汽車生產線，火力、風力發電，航空母艦（美國）等，還有用于過程工業的SIS、ESD系統，已用于石油開采、冶金、水泥、紙漿工業等。

　　上海寶信軟件股份有限公司康琳琳女士介紹“能源化工行業危險源一體化綜合監控與應急聯動處置系統”，她講述近年來我國發生巨大人員傷亡事故究其原因，是實時信息采集滯后，調度指揮響應不及時；事故前預防機制缺乏，管理環節斷鏈；事故后處理措施不當；政府監管不到位等。寶信軟件公司專門針對石化、化工等流程行業的應用特點，開發了iCentroView軟件，它是集自動化監控、信息采集、生產監視、生產調度、應急預案、事故應急處理為一體的軟件平臺。用其主要實現：對企業內重大危險源的視頻監控、污染物排放實時監控、對重要生產裝置安全運行和節能減排措施進行監控和性能評估；內建企業應急聯動和救援數據庫、化學品危害數據庫；可實時掌握重要場所和重要設施的安全運行狀況/預防事故的發生；在事故發生時，可及時、有序地組織調度和應急救援，在事故處置過程中智能完善預案。這種自主研發的綜合一體化智能監控指揮平臺，已成功應用于上海華誼集團生產調度和應急聯動中心、寧夏英力特化工生產調度和應急中心，此外，還成功應用于中石油廣西石化1000萬噸/年煉油工程。

　　施邁賽工業開關制造（上海）有限公司王廷琪經理介紹“施邁賽安全保護10周年”，主要闡明安全標準的選擇、施邁賽安全產品系統框架、安全產品的開發和趨勢。施邁賽安全產品分類為：機電類開關產品（如常開、常閉開關）、電子技術產品（微電子和半導體類元器件）、總線控制產品（AS-i總線）、無線控制產品（RFID），防爆產品（ATEX）。安全產品的發展趨勢是：電子化趨勢（帶自診斷功能），人性化設計（如產品有圓滑表面、有指示燈），使用、維護方便，有組網能力，滿足個性化選擇，不斷融入新技術（如采用電/磁、無線遙控等技術）。

　　Pilz（皮爾磁）中國公司黃之炯經理介紹“全新的自動化系統”。他述說控制系統的發展，從上世紀70年代集中式的輸入和輸出，80年代的分散式輸入和輸出，現今集中式的控制系統，正向模塊化的分散式控制系統發展。皮爾磁根據這種趨勢研發了新型完整的自動化系統PSS 4000，其結構特點是：硬件結構上互相獨立；軟件結構上模塊化；所有的輸入輸出點變量是共享的。該系統應用范圍，包括標準控制、安全控制、運動控制、操作與監控（有可視化界面、診斷功能等）。該系統采用實時以太網SafetyNETp；硬件有用于安全和標準控制的PLC、接口、眾多種類的I/O模塊；軟件采用IEC 61131-3語言，可用于標準和安全控制的通用型編程，如采用創新的PAS 4000軟件可根據需求先完成編程然后定義目標硬件（性能等級和結構），打破了慣用的先確定硬件后再編程和設計流程，便于自上而下或自下而上進行系統設計，可節省設計時間、提高設計質量、減少錯誤。今后，除小型工程外，大型工程項目的標準與安全控制趨向統一，PSS 4000迎合這種趨勢，支持大中型工程項目的并行工程流程。

　　上海辰竹儀表有限公司呂建國經理介紹“自控系統的防爆解決方案”，他詳述各種防爆技術及有關產品在自動化控制中的市場份額為：本安型占40%，隔爆型占30%，普通型占20%，無火花型占10%。本安防爆的優點是：采用熔絲保護，無需防護電纜及專門的密封措施，防護簡單；特別低的電壓和電流，對人身安全；唯一允許工作在0區危險場所，是最為安全的技術；結構簡單、體積小、重量輕；可在帶電工況下進行維護、標定、更換；適應自控系統向數字化、網絡化、總線式發展。辰竹公司自控系統的防爆解決方案是采用本安防爆與浪涌保護合二為一的技術與產品，這比某些著名外商的產品更簡化，可節省空間、減少接線，經有關機構認證，具有高達10 kA（8/20 μs）的放電能力，這類防爆防雷產品已廣泛應用于石化（占31%）、冶金（占18%）、煤炭（占13%）、電力（占10%）等行業。

　　上海儀器儀表自控系統檢驗測試所張艾森先生介紹“SIS安全儀表系統的電磁兼容的要求”，他論述了與功能安全相關的電磁兼容性（EMC）標準、IEC 61508中有關EMC的要求、IEC 61326系列標準中關于功能安全相關的EMC規范、設備功能在抗擾度試驗中允許的影響等。他介紹，根據上述標準，涉及到安全功能性的所有安全相關系統設備的部件必須在所有相關環境中按規定的要求工作。這種環境影響，包括氣候、機械、化學、電磁、爆炸性環境，安全儀表系統在執行安全功能時，如遇到電磁干擾，可能會產生錯誤、誤動作、故障和損壞，從而導致SIS系統的性能下降或失效，甚至引起危險，所以自動化系統進行功能安全設計時，要考慮電磁環境，進行EMC設計；產品設計完成后，應進行符合IEC 61326-1的一般EMC要求的試驗，試驗合格后，再進行附加的IEC 61326-3的安全EMC要求試驗。EMC試驗前，應制定EMC試驗計劃，內容包括受試設備的配置、工作狀態、性能判據和試驗描述。

　　三、效果與反映

　　通過這次研討會，許多代表認為對下述4方面有了深入的了解：

　�、� 自動化安全技術的集成解決方案（80xA高完整性系統），西門子針對過程工業安全和制造業安全的安全集成解決方案，以及Rockwell工業安全解決方案。

　�、� 新軟件、新系統與新產品：如上海寶信研發的能對企業危險源進行監控及事故應急處理為一體的軟件平能iCentriViewl軟件，Pilz具有安全功能的新型完整自動化系統PSS 4000，以及施邁賽的安全產品等。

　�、� 防爆防雷的解決方案：如上海辰竹公司采用本安防爆與防雷合二為一的解決方案與產品，法國歐申公司DCS防雷用的新型浪涌保護器（SPD）。

　�、� 電磁兼容性（EMC）的設計與試驗；凡功能安全性產品，需按有關標準進行設計與試驗，并要按有關程序認真仔細的進行。

　　總之，通過上述“四個了解”，進一步領會IEC 61508與IEC 61511標準的精髓，聆聽大量的應用實例后，不少代表認為對今后的深入學習IEC標準、設計、選型與應用大有幫助。