上海黑馬安全自動化系統(tǒng)有限公司HIMA（Shanghai）SafetySystemCo.,Ltd.

HIMA公司德國總部HIMA的里程碑1908由JohannesHildebrandt創(chuàng)建，HIMA代表HidebrandtMannheim1970全球第一套經(jīng)TüV認證的故障安全型固態(tài)邏輯控制系統(tǒng)PlanarP1986

世界上第一套經(jīng)TüV認證的故障安全型可編程電子控制系統(tǒng)H501991

世界上第一個經(jīng)TüV認證的具備反向編譯功能的ESD編程軟件1997

世界上第一套以四重化冗余容錯技術(shù)為核心的ESD系統(tǒng)H41q/51q，并通過TüVAK6/SIL3的測試和認證1997

世界上第一個經(jīng)TüV認證的安全相關(guān)的通訊網(wǎng)絡--安全以太網(wǎng)2002世界上最快的經(jīng)TüV認證的安全自動化系統(tǒng)HIMatrix進入市場2002

作為世界上第一套安全相關(guān)系統(tǒng)的制造商被TüV授予“功能安全管理”的IEC61508的安全認證

概況我們有明確的目標：37年以來，HIMA一直從事安全相關(guān)的自動化任務的解決方案的研發(fā)；全世界18，000套系統(tǒng)的應用經(jīng)驗為用戶解決方案的提供奠定了基礎

；HIMA的解決方案影響了幾代的安全控制系統(tǒng)技術(shù)；我們的目標就是能夠在安全相關(guān)的過程自動化領域中保持領先，并致力于在工廠自動化領域中形成新的標準。應用領域煉油、化工、石油化工、海上油氣開采以及鋼鐵、電力行業(yè)的：緊急停車系統(tǒng)(ESD)；火氣保護系統(tǒng)(F&G)；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(SCADA)；

具有北京、沈陽、深圳三個辦事處和上海黑馬安全自動化系統(tǒng)有限公司四處機構(gòu)，近百名員工。其中70%以上的工程師都具有五年以上的石化、化工等行業(yè)的現(xiàn)場工作經(jīng)驗；負責HIMA公司在中國大陸的產(chǎn)品銷售，工程設計，技術(shù)培訓，系統(tǒng)集成，維修服務以及備品備件等全套業(yè)務；擁有6000平方米的辦公區(qū)和廠房，可以同時進行200臺以上機柜的系統(tǒng)集成工作；自2002年成立來，已經(jīng)成功地完成了上海賽科90萬噸/年乙烯聯(lián)合裝置ESD等百余個工程項目。

HIMACHINA

HIMAINCHINA

項目名稱最終用戶系統(tǒng)規(guī)模投運時間乙烯聯(lián)合裝置ESD和FGS系統(tǒng)上海賽科石油化工有限公司37套，13,000點2004年12月異氰酸酯聯(lián)合裝置ESD系統(tǒng)巴斯夫（中國）聚氨酯有限公司9套，1,600點2005年6月拜耳漕涇一體化基地ESD系統(tǒng)拜耳（上海）聚合物有限公司14套，1,300點2005年6月聚乙烯裝置ESD系統(tǒng)中石化揚子石化公司3套，1,000點2002年9月高壓聚乙烯裝置ESD系統(tǒng)中石油大慶石化公司2套，900點2004年6月PTA裝置ESD系統(tǒng)浙江三鑫石化公司1套，750點2004年9月聚丙烯裝置ESD系統(tǒng)中石化燕山石化公司1套，900點2005年2月海上采油平臺ESD和FGS系統(tǒng)中海油春曉油氣田3套，2,100點2005年8月乙烯聯(lián)合裝置ESD中石油蘭州石化公司7套，3,600點2006年10月乙烯裝置ESD中石化茂名石化公司9套，3,000點2006年9月上海HIMA近年來在國內(nèi)的主要業(yè)績IEC61508安全控制理念功能安全的標準IEC61508,IEC61511,ISAS84.01,GB/T21438…IEC61511和IEC61508標準過程工業(yè)的安全儀表系統(tǒng)規(guī)范安全儀表系統(tǒng)的設計院、集成商、用戶IEC61511設備的生產(chǎn)廠或供應商IEC61508如何選擇使用IEC61511與IEC61508？安全儀表系統(tǒng)(SIS)IEC61511definition“instrumentedsystemusedtoimplementoneormoresafetyinstrumentedfunctions.AnSISiscomposedofanycombinationofsensor(s),logicsolver(s)andfinalelement(s)”

IEC61511定義“SIS指用于實現(xiàn)一個或多個安全儀表功能的儀表系統(tǒng)。SIS的組成包括：傳感器，邏輯運算器（PES）及最終的執(zhí)行元件”基本定義功能安全WhenisaSISfunctionallysafe?ASISisfunctionallysafeifrandom,commoncauseandsystematicfailuresoftheSISitselfdonotleadtothemalfunctionofthesafetyfunctionscarriedoutwiththatSISanddonotInjureorkillpeopleCausespillstotheenvironmentDestroyequipment什么樣的SIS系統(tǒng)才可稱之為功能安全的

？當SIS內(nèi)部出現(xiàn)隨機的、公共的故障，或者系統(tǒng)自身出現(xiàn)故障時，該系統(tǒng)不會出現(xiàn)安全功能的喪失或誤動作，也不會引發(fā)：

人員傷亡；物料泄漏以致污染環(huán)境；

損壞設備；這樣的“故障安全”系統(tǒng)才可稱之為功能安全的Functionalsafety故障類型安全的故障（Safefailures）

安全可測的故障（SafeDetected）安全不可測的故障（SafeUndetected）危險的故障（Dangerousfailures）危險可測的故障（DangerousDetected）危險不可測的故障（DangerousUndetected）

SIS的生命周期初步工藝過程設計

進行過程危險分析和風險評估用非SIS層次預防確認的危險或減少風險開始

定義SIL等級制定安全需要的規(guī)范進行SIS

初步設計并確認符合要求進行SIS的詳細設計SIS安裝/調(diào)試/預投運/測試建立操作和維護步驟預投運安全回顧需要SIS？NOYESSIS投運/運行/維護/定期測試SIS改造或放棄？SIS放棄改造放棄

HIMA公司IEC61508的安全控制理念HIMA安全控制系統(tǒng)典型安全控制方案SIS生命周期中的故障分配#根據(jù)IEC對34起故障原因的調(diào)查44.1%制定安全需要的規(guī)范14.7%初步和詳細設計5.9%安裝和調(diào)試14.7%運行和維護20.6%開車后的修改SafetyIntegrityLevels(SIL)故障分配35% 傳感器15% 邏輯器件50% 最終執(zhí)行元件SAFETYINTEGRITYLEVELLowdemandmodeofoperationaverage(ProbabilityofFailuretoperformitsdesignfunctiononDemand)Highdemandorcontinuousmodeofoperation(ProbabilityofdangerousFailureperHour)4≥10-4to<10-6≥10-9to<10-83≥10-3to<10-4≥10-8to<10-72≥10-2to<10-3≥10-7to<10-61≥10-1to<10-2≥10-6to<10-5IEC/EN61508

DINV19250風險分析圖表事故的損害度輕微的傷害避免危險的可能性人員出現(xiàn)在現(xiàn)場的時間未采用SIS的條件下發(fā)生事故的概率非常低相對高低死亡1人偶爾頻繁地周期性地損害環(huán)境長期地損害環(huán)境災難性事件發(fā)生偶爾頻繁地可能不可能可能不可能安全等級RC(AK)（DINV19250）安全等級

SIL

(IEC61508)對環(huán)境無影響死亡幾人風險

TüV

TüV標志

TüV證書

+TüV報告=TüV“Ifyouthinksafetyisexpensive,tryhavinganaccident”HIMA安全控制系統(tǒng)一個好的ESD系統(tǒng)所應具備的特點

安全性(Safety)TUV認證的SIL等級

可用性(Availability)

通過硬件的冗余來提高

自診斷（Self-diagnosis)高覆蓋率的系統(tǒng)自診斷

低密度(Low-Density)I/O卡件使卡件故障的風險充分地分散PES：H41q/H51q在安全控制領域中居于引導地位

在安全控制領域中居于引導地位世界上第一套具有2004D結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)世界上第一套取得SIL3認證的2004/QMR系統(tǒng)世界上第一套用于單通道配置的安全等級為SIL3/AK6的系統(tǒng)在滿足最高安全性的基礎上，通過對可靠性的靈活配置實現(xiàn)根據(jù)成本的需要優(yōu)化解決方案PES：H41q/H51q在中央單元（CU）上設置了雙CPU一個中央單元即可滿足安全等級

AK6/SIL3CU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能力MS-系統(tǒng):AK6\SIL3&較高的可用性PES：H41q/H51q

HS-系統(tǒng):AK6/SIL3&高可用性PES：H41q/H51q

HRS-系統(tǒng):AK6/SIL3&最高的可用性PES：H41q/H51qH41q/H51q技術(shù)緊湊型H41q系統(tǒng)：最多208個I/O點

模塊化H51q系統(tǒng)：可帶16個I/O機架；每個機架裝16個I/O模塊;

最多4096個I/O點H41q和H51q使用相同的I/O模塊和通訊模塊

H41q/H51q優(yōu)點冗余配置的可選性使得系統(tǒng)設計具有極大的靈活性，以滿足不同需求。物理上完全分離的冗余結(jié)構(gòu)，消除了公共部分故障可能帶來的致命風險。并列運行的冗余方式避免了卡件切換時可能引起的擾動，實現(xiàn)了真正意義的“熱插拔”。低密度的I/O模件使得卡件故障的風險進一步分散。直觀的編程和多種集成和通訊方式選擇。1997年開始在全球使用，并且在技術(shù)上不斷創(chuàng)新。至今“四重化”的結(jié)構(gòu)模式幾乎被所有新開發(fā)的ESD系統(tǒng)所沿用。輸入模件–故障的測試/反應監(jiān)測測試值functiontest

crosstalk

linebreak

lineshortcircuittransmittersupply

crosstalk

linearity

1,Z2 1,Z2EN12##functiontest

crosstalk數(shù)字量輸入帶線路監(jiān)測的數(shù)字量輸入模擬量輸入信號測試信號測試模擬量測試輸出模件–故障的測試/反應控制反饋控制反饋監(jiān)測數(shù)字輸出帶線路監(jiān)測的數(shù)字輸出ELOPII基于PC機的系統(tǒng)軟件HIMAPaulHildebrandtGmbH+CoKG提供工程、設計、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；ELOPII軟件包是符合IEC61131-3標準的工業(yè)化軟件包。完整的功能邏輯的輸入由拖/放(Drag&Drop)功能實現(xiàn)無須連接PES，對控制邏輯進行離線(off-line)仿真自動連線編程語言:FBD,SFC變量的導入/導出功能(CSV)位號名可達256個字符(KKS標準)用戶訪問級別限制直接在ELOPII中進行擋案管理工程組態(tài)變量列表

FBD-編輯器

FBD圖頁圖拖&放雙擊,打開FBD編輯器控制盤

Offline測試圖

Offline測試區(qū)Drag&Drop機柜子機架主機架卡件列表當對系統(tǒng)的應用程序進行修改時，可以在線下裝。根據(jù)IEC61508的要求，當應用程序被修改并且編譯下裝之后，為確保重新編譯后的應用軟件的可靠性，必須對整個系統(tǒng)進行100%的回路測試。利用ELOPII的反向編譯功能，可以確保編譯過程100%的正確。因此，經(jīng)過TUV認證，H51q/H41q系列的應用軟件經(jīng)過修改后，不需要對全部邏輯功能重新測試，僅僅測試修改部分即可。此功能對于加快大型生產(chǎn)裝置的試車進度具有重要意義。反向編譯功能－為了更大的效率系統(tǒng)集成（1）系統(tǒng)集成EthernetSwitchH51qH41qH41q冗余safeethernet系統(tǒng)間安全以太網(wǎng)通訊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/SIL3；HIMA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–確定性以太網(wǎng)；能夠在混合模式下工作

(安全的/非安全的)；能夠識別并處理誤傳。HIMA是世界上第一家把這種安全技術(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.培訓教室工程部FAT通訊協(xié)議DCS開放的通訊!CommunicationbyHIMA.

HIMA擁有Modbus，Profibus，OPC等不同通訊方式，使HIMA系統(tǒng)成為完全開放式的自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)了與Emerson,Yokogawa,Foxboro,Honeywell,ABB,Siemens,和利時等DCS系統(tǒng)之間的成功連接（我們在國內(nèi)與上述系統(tǒng)均有成功通訊的經(jīng)驗）。系統(tǒng)的開放性MODBUS.概述全球認可的基于主從模式的開放的通訊標準MODBUS協(xié)議包括：MODBUSRTU

MODBUSTCPMODBUSRTU.特性HIMA系統(tǒng)(H41q/H51q,HIMatrix)可以在主從兩種模式下工作能夠?qū)41q/H51q的時間標記傳出數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率可達57,600Bit/s可以采用冗余的配置RS485接口MODBUSTCP.特性H41q/51q可以slave模式下工作借由以太網(wǎng)傳輸被驗證的MODBUS協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbit/s可以通過任何以太網(wǎng)的標準傳輸媒介傳輸數(shù)據(jù)概述，特性及功能HIMA系統(tǒng)借助HIMAOPCserver與SCADA系統(tǒng)可以進行雙向的數(shù)據(jù)交換HIMA的時間標記傳輸服務器是基于Microsoft?

技術(shù)建立的，并需要WindowsNT,2000orXP操作系統(tǒng)的支持OPC.OPC.概述，特性及功能OPC基金會標準由OPC基金會提供兼容的測試工具HIMA支持OPCDataAccessandOPCAlarm&Event規(guī)范OPC是基于Microsoft?COM/DCOM技術(shù)開發(fā)的自動化領域中的協(xié)議OPC數(shù)據(jù)訪問HIMAOPC服務器功能數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率為100Mbit/s;與safeethernet并列運行支持冗余配置雙向的工程單位轉(zhuǎn)換功能連接狀態(tài)傳輸給客戶端與OPCDataAccess2.05兼容支持服務器和位號瀏覽OPCAlarm&Event.HIMAOPCA&E服務器功能從HIMA系統(tǒng)接收帶有時間標記的信號在服務器上進行報警資源的統(tǒng)一分配：報警信號的命名與優(yōu)先權(quán)的設置HIMA系統(tǒng)與Alarm&Event服務器之間以PC時間為基準完成時間同步ProfibusDP.概述基于主從模式開放的現(xiàn)場總線系統(tǒng)由ProfibusUserOrganisation(PNO)統(tǒng)一頒布的標準與認證HIMA系統(tǒng)與其他ProfibusDP的客戶端連接方式是相同的ProfibusDP.特點HIQuad系統(tǒng)（F8628,F8628X）為客戶端HIMatrix系統(tǒng)具有服務器與客戶的功能數(shù)據(jù)的傳送速率最大為12Mbit/s

(用DIL開關(guān)設定)在主端安裝GSD文件用于參數(shù)的分配HIQuad系統(tǒng)可以冗余配置典型安全控制方案

37套ESD系統(tǒng),

I/O點數(shù)超過13,000點；安全以太網(wǎng)將整個聯(lián)合裝置的ESD系統(tǒng)連成網(wǎng)絡，實現(xiàn)了裝置間的數(shù)據(jù)共享；Modbus，OPC通訊使得ESD與DCS系統(tǒng)間實現(xiàn)數(shù)據(jù)無障礙交換；國際標準化項目管理；整個聯(lián)合裝置的火氣(F&G)監(jiān)測系統(tǒng)同樣采用了HIMA的H51q系統(tǒng)；SECCO項目ToCCRAMSStationToCCROPCA&EStationToCCRELOPStationToCCRHARTcomHARTcomH51q-HRS6SetsSISI/O:2800HIPRO-S(safeethernet100BaseTredundant)DeltaVStationDeltaVStationOUTSTATIONOPCA/EBUS(RS485single)AMSBUS(RS485single)ELOPIIBUS(RS485single)DCS-BUS(RS485MODBUSREDUNDANT)HIPRO-S(safeethernet100BaseTredundant)LegendH51q-HRSAN1SetsSISI/O:300H51q-HRSPS4SetsSISI/O:1100H51q-HRSET6SetsSISI/O:2800H51q-HRSOSBL6SetsSISI/O:2000H51q-HRSSAR1SetsSISI/O:300H51q-HRSMMA1SetsSISI/O:300H51q-HRSAR8SetsSISI/O:40H51q-HRSEBSM1SetsSISI/O:300H51q-HRSPP1SetsSISI/O:500H51q-HRSPE8SetsSISI/O:2000HARTcommHARTcommEthernetSwitchEthernetSwitch

Switch

Switch

Switch

SwitchAMS10AMS1ESDPBCONSOLE/LAMPCentralRoomELOPIIEWSPC1ELOPIIEWSPC2OPCA&ESEVER10Multi-dropELOPBusOPCA&ESEVER1OutStationH51q-HRSCCR1-9SetsSISI/O:LegendOPCA/EBUS(RS485single)AMSBUS(RS485single)ELOPIIBUS(RS485single)HIPRO-S(safeethernet100BaseTredundant)Project---SISConfigurationxx項目---SIS系統(tǒng)配置圖FRR-01Designedby:SJDate:27.08.2007Rev04HARTPortforAMSGasification煤氣化Unit1100/2000/2500COShift+Rectiscl+SRU合成氣凈化單元Unit3500+4000+4500/3900Methanol甲醇合成Unit5000MTP甲醇合成丙烯Unit6000PP聚丙烯合成Unit7000ASU/AC空分Unit1200/9600CW+WasterWater+