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ProSafe-RS

ProSafe-RS是横河电机符合IEC61508和ANSI/ISA 84标准的安全系统,它已经在2400多个项目中安装使用,涵盖从大型集成过程自动化项目到独立解决方案等多种项目类型。横河电机的ProSafe-RS安全系统功能强大,支持产品整个生命周期并具备长期可持续性。


ProSafe-RS由以下组成:安全工程PC(SENG,具备工程和维护功能)、安全控制站(SCS)以及Vnet/IP(用于控制网络与各设备进行通信)。

http://www.yokogawa.com/iss/img/renew2015/ProsSafe-RS-R4System.png

点击看大图 

ProSafe-RS可与CENTUM VP集成。SCS可通过CENTUM VP的HIS(人机界面)进行操作和监视。还可以通过子系统通信(Modbus通信)与其他DCS和PLC连接。

通过ProSafe-RS的HART通信,工厂资源管理器(PRM)可以管理连接至SCS I/O模块的HART通信设备。而且,AO信号能使PRM客户端在具有PST功能、支持HART的阀门定位器上进行部分行程测试(PST)。

一体化结构

无缝结构能实现DCS和SIS的真正集成,有助于工厂优化。

预期运营效益:

  • 项目执行更快,成本更低——仅使用一个过程网络,节约工程设计时间。

  • 运行效率更高——集成化的信息显示更清晰、易用。

  • 持有成本更低——通用的控制和网络结构标准减少了经常性维护。

消除SIS选型的复杂性

ProSafe-RS的单模块配置获得了SIL3认证。每个超小型输入、输出和处理器卡中都已内置冗余配置。利用这种固有的简单模块化架构可以轻松进行系统设计。如果需要其他系统可用性,用户只需插入适当的模块即可在现有功能的基础上增加冗余性。

横河电机的并行工程

应用工程和硬件工程可独立、并行地进行。这种并行作业缩短了项目工期,可以延迟开工,或早日开车。

Eng-startup

1. 工厂提前开车

工厂如何尽早开车,长期以来一直是直接影响客户利润的问题。

虽然启动仪表和安装I/O模块可以同时进行,但只有在完成FAT(工厂验收测试)、且安装控制器和工程环境后才能进行回路检查。

在横河电机的并行工程中,无需等待控制器和工程环境均安装完成。只需使用N-IO模块和FieldMate Validator即可检查回路的完整性。若发现I/O定义信息有任何更改,可以在现场进行修正,并且修正的定义可以反映在工厂的主机信息中。

访问FieldMate Validator

FieldMate Validator

2. 降低延期交货的风险

由于物理条件的限制,经常需要更改I/O定义。这类问题经常发生在调试过程中,可能会延长项目日程,而且需要重新接线,增加成本。

N-IO模块的I/O定义可灵活变更。仅用软件即可在DI/DO/AI/AO间切换信号类型,无需变更I/O模块。由于可在每条通道指定信号类型,因而无需为每种信号类型储备I/O模块,降低了维护成本。

自动化设计套包(AD套包)

ProSafe-RS R4带AD套包,与CENTUM VP综合控制系统的工程环境相同,可以综合管理CENTUM VP和ProSafe-RS的数据。
利用该特点,ProSafe-RS工程师可以使用AD套包设计I/O。
AD套包还具有管理变更历史和记录变更的功能,在更新系统时可以节省时间。

ADSuite

支持安全生命周期管理功能

通过结合ProSafe-RS的自动化设计套包(AD套包)和ProSafe-RS的iDefine (由三一综合系统公司开发),可以实现该功能。它为功能安全管理、先进应用逻辑创建和先进测试功能提供支持。

先进应用逻辑工程

  • 对于ESD和FGS应用,可在因果(C&E)模块中定义输入和输出变量的关系,模块会将其自动生成符合IEC 61131要求的功能块图(FBD)格式。

  • 对于BMS应用,状态分析(SA)模块可用于开发状态图风格的模块,用于说明应用的具体行为。还可以根据状态分析图自动生成FBD。

  • 可通过因果功能或状态分析功能验证应用的局部或整体操作,并逐步验证规格。

先进测试功能

  • 用户可通过测试功能对应用逻辑进行测试,并使用测试脚本自动生成测试报告。测试脚本可重复使用,直至应用逻辑无错误。

  • 测试结果可通过C&E和SA图表直观、实时地进行确认。使用完整历史记录、事件记录和回放功能,可以进行进一步检查和改善。

支持FSM功能

该功能使用白板模板为以下活动提供支持:

  • 定义安全性和项目生命周期阶段

  • 分配资源

  • 计划活动s

  • 确定验证和功能评估时间表

 

理想控制的合理解决方案

The logical solution to perfect control

一个网络

ProSafe-RS可以直接接入横河电机CENTUM VP使用的网络。SIS和DCS功能之间交换数据无需网关或接口硬件。SIS控制器间的安全通信是在DCS-SIS的混合组态中实现和验证的。

预期效益:

  • 系统实现途径简单快速

  • 降低工程复杂度及连接SIS和DCS的成本

  • 降低大型过程工厂的维护成本

 

兼顾安全、可靠、效率的控制

Safe, reliable and available control without compromise

一体化结构

无缝结构能实现DCS和SIS的真正集成,有助于工厂优化。

预期运营效益:

  • 项目执行更快,成本更低——仅使用一个过程网络,节约工程设计时间。

  • 运行效率更高——集成化的信息显示更清晰、易用。

  • 持有成本更低——通用的控制和网络结构标准减少了经常性维护。

消除SIS选型的复杂性

ProSafe-RS的单模块配置获得了SIL3认证。每个超小型输入、输出和处理器卡中都已内置冗余配置。利用这种固有的简单模块化架构可以轻松进行系统设计。如果需要其他系统可用性,用户只需插入适当的模块即可在现有功能的基础上增加冗余性。

工厂显示功能明显增强

Photo

  • 通用人机界面(HMI)
    无需分别监视SIS和DCS。操作员可以继续使用熟悉的界面,这样便能更快地预测哪些过程条件可能达到警戒水平。

  • 统一的事件数据
    提供“面板”式仪表和报警显示等示例屏幕,能更容易地进行数据对比和决策。

  • 逆向分析
    数据整合的另一个优点是能在报警发生前分析事件,这对有效管理过程安全来说是个强大的工具。

It's now easy to create displays that integrate DCS and SIS data.

现在可以很容易地创建整合DCS和SIS数据的显示画面。

虚拟化平台

横河的虚拟化将系统软件操作与物理硬件分离开来,允许软件重用以优化系统硬件。
虚拟化平台使一台服务器可以执行多台虚拟机的工作,从而减少控制系统所需的计算机数量。通过这个平台,提供构建虚拟环境所需的硬件和软件。
使用这种虚拟服务器环境,可以根据需要对硬件和软件分别进行更新和修改。
这为客户的业务带来很多优势,比如平稳地迁移到新的物理硬件,减少停机时间,缩短迁移过程和系统测试时间。
从维护的角度来看,硬件和软件维可以分开维护是显著的优势。

 

 

除了专门用于特定信号类型的传统I/O模块(FIO模块),ProSafe-RS R4还可以提供N-IO模块,用于处理各通道的不同信号类型。
由于可同时接受两种类型的模块,ProSafe-RS R4能更灵活地处理客户对工厂设计的要求。

N-IO

N-IO(网络I/O):智能组态I/O(SCIO)

特性

  • DI/DO/AI/AO信号可在一个模块中处理。
    每个通道的I/O信号类型可通过软件进行更改。

  • 使用光缆可实现最远50 km的远程安装。

  • 非冗余配置可实现SIL3等级,也可选择冗余配置。

  • 端子块标配断开现场设备信号回路的功能。

  • 本安型安全栅可选择N-IO基板。欲了解更多信息,请访问下述网页。

  • N-IO无需编组机柜,进一步节省了空间和成本。 因此适用于灵活、分散的现场安装。

N-IO

http://www.yokogawa.com/iss/img/renew2015/SIS-N-IO_Terminal_Cabi-A.png

 

FIO(现场网络I/O)

特性

  • 多种I/O模块(AI/AO/DI/DO/通信功能)可用。

  • 使用通信模块可实现Modbus TCP/RTU通信(主机/从机)。

  • 使用光缆可实现最远50 km的远程安装。

  • 非冗余配置可实现SIL3等级。也可选择冗余配置。

  • FIO有专用的端子板、端子块和电缆。

N-IO

一个简单的SIL3解决方案

A single, simple, SIL3 solution

横河电机的设计者们采用了一流的电子设计技术和组件包装,使安全控制器电路更加小巧紧凑。每一个ProSafe-RS处理器、输入模块、输出模块都具有冗余结构,这样用户在一块单独的卡上即可实现SIL3级别的保护。这种结构更加便于理解、设计、安装和维护。现在,在一个机箱里便可以实现完整的安全防护。而且,这种设计的诊断覆盖率高达99%,为用户提供了一种快速的故障诊断方法,在用户可接受的时间内修复受到的影响,对生产的影响降到了最低。

插件可用性

Plug-in availability

如果需要更高的系统可用性和容错能力,只需另外插入相应卡件,即可轻松将ProSafe-RS配置为双冗余结构,同时保持SIL3安全级别。由于ProSafe-RS的I/O接口或处理功能都具有模块化结构,能扩展到功能层级,因此可在任何需要的地方配置冗余结构,如输入、输出或处理器模块等,这样既保障了安全,又节约了成本,在SIS市场中是前所未有的。这种灵活性可配置任何冗余组合,如单输入和冗余输出或冗余输入和单输出。

通用模块冗余(VMR)

Versatile Modular Redundancy

由于可灵活选择冗余CPU和I/O模块,ProSafe-RS具有较高的可用性,甚至可以满足SIL3应用的需求。根据回路所需的SIL级别或现场设备可靠性等因素,用户无需在系统或架构级别进行选择,就可以在需要处(例如指定输入、输出或处理器模块中)采用冗余配置。这是因为ProSafe-RS的I/O和处理功能具有模块性,可延伸至功能级别。

即使发生内部故障,模块仍可保持安全功能性,减少了过程中误跳闸的可能。
我们将这种灵活的插件可用性称为“VMR/Versatile Modular Redundancy(通用模块冗余)”。

部分行程测试(PST)

通常情况下,集成在安全仪表系统(SIS)中的阀门是不动作的。(只有在SIS检测到过程异常,启动停车操作时阀门才会动作。)因此,需定期对阀门进行测试,确保其一切正常,可以在必要时立即正确动作。

这种定期检查叫做“验证测试”,通常测试时需要进行完全行程测试(完全关闭阀门)。在工厂开车后的运行期间,执行验证测试需要安装成本高昂的旁通线路,否则只能在工厂停车后再进行此项测试。因此,通常几年才进行一次阀门的验证测试。
 
部分行程测试只需稍微关闭阀门即可诊断仪表问题,是可替代完全行程测试的一个选项。部分行程测试可以在不停止过程的情况下进行,并且可以在控制室等场所进行远程控制。

通过执行部分行程测试,可以大幅降低维护成本。而且与完全行程测试相比,部分行程测试可以更频繁地检查阀门,具备能够提高可靠性等很多益处。

注释:尽管部分行程测试不会完全取代完全行程测试,但是可以在不牺牲安全等级的情况下,延长验证测试周期。

SIL2无线气体检测系统

用于FGS的SIL2无线气体检测系统。
结合生产控制、安全仪表、现场无线工程和咨询方面的专业知识,横河为客户提供高效、及时的端到端无线解决方案。

ProSafe-RS (SIL3 SIS)和YFGW510(现场无线接入点)

无线设备有许多优点,如可以在难以访问的地点安装并降低安装成本,正逐渐被视为工厂安全解决方案的基本要素。

 

对于气体检测系统来说更是特别重要的考虑因素,因为气体检测的运行很容易受到安装位置和环境条件等因素的影响。在系统安装之后,因为需要持续优化其整体配置,可能需要偶尔改变检测设备的位置和数量。无线技术的使用消除了对布线的担心,大大方便了移动和安装检测设备的过程。

 

取得的认证

  • TÜV SIL3

  • Isasecure CSA 1.0.0 Level 1 *1

  • *1:符合IEC 62443-4-2和IEC 62443-4-1控制装置安全国际标准