ProSafe-RS安全仪表系统

  • 横河电机的并行工程

    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)。

    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)。

     

     

    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。

     

     

    1

    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。

    2

    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。

    ●  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。

    先进测试功能

    ●  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

    本安安全栅

    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。

    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。

    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。

    3

    支持安全生命周期管理功能

  • 1

    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

    理想控制的合理解决方案

    2

    兼顾安全、可靠、效率的控制

    无缝结构能实现DCS和SIS的真正集成,有助于工厂优化。

    ●  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。

    3

    工厂显示功能明显增强

    ●  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。

    一个网络

    一体化结构

    现在可以很容易地创建整合DCS和SIS数据的显示画面。

  • 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。

    1

    ●  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(网络I/O):智能组态I/O(SCIO)

    2

    FIO(现场网络I/O)

    ●  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。

  • 1

    一个简单的SIL3解决方案

    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。

    2

    插件可用性

    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。

    3

    通用模块冗余(VMR)

    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)”。

  • 1

    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。

     

  • 1

    符合的标准

    ProSafe-RS系统硬件符合下列标准。请仅在工业环境中使用ProSafe-RS系统。

     

    ●  PLC
    IEC 61131-2

     

    ●  功能安全
    IEC 61508, IEC 61131-6, IEC 61511-1, IEC 62061

     

    ●  应用
    EN 54-2, EN 298, EN 50156-1, NFPA85, NFPA86, NFPA72

     

    ●  安全
    [CSA]
    CAN/CSA-C22.2 No. 61010-1 (100-120 V AC 电源规格)


    [CE 标志] 低电压指令
    EN 61010-1, EN 61010-2-201, EN 61010-2-030, EN 60825-1
    (100-120 V AC, 220-240 V AC, and 24 V DC 电源规格)


    [EAC 标志]
     CU TR 004

     

    ●  EMC 标准
    [CE Marking] EMC Directive
    EN 55011 A级,1组或与其相当
    (100-120 V AC, 220-240 V AC, and 24 V DC 电源规格)
    EN 61000-6-2 (100-120 V AC, 220-240 V AC, and 24 V DC 电源规格)
    EN 61000-3-2 (220-240 V AC 电源规格)
    EN 61000-3-3 (220-240 V AC 电源规格)


    [RCM]
    EN 55011 A级,1组
    (220-240 V AC and 24 V DC 电源规格)


    [KC 标志]
    韩国电磁兼容性标准
    (100-120 V AC, 220-240 V AC, and 24 V DC 电源规格)


    [EAC 标志]
    CU TR 020


    [功能安全]
    IEC 61326-3-1

     

    ●  危险场所设备
    [FM 非易燃]
    I级,Division 2 A、B、C、D组,温度代码T4
    FM 标准分类号 3600: 2011
    FM 标准分类号 3611: 2004
    FM S标准分类号 3810: 2005
    (100-120 V AC, 220-240 V AC, and 24 V DC 电源规格)


    ["n"型]
    II 3 G Ex nA IIC T4 GcX (*1)
    II 3 G Ex nA nC IIC T4 GcX (*2)
    EN 60079-0: 2012/A11:2013
    EN 60079-15: 2010
    (for 24 V DC 电源)

     


    *1: 适用于符合“n”型标准的产品,SSC60x、SSC50x、SBD2D、SBD3D和SBD4D除外。
    *2: 适用于 SSC60x, SSC50x, SBD2D, SBD3D和 SBD4D

     

    ●  船舶标准
    美国船舶局(ABS)
    法国船级社(BV)
    英国劳埃德船级社

  • 由于维护成本增加,性能降低,备件(SIS和PC)不再供应,文档资料和合规问题等不确定性,因此很难继续使用现有系统。横河电机提供最新的SIS和工程服务,可以帮助用户升级/替换现有的系统。

     

    根据用户的现场情况和升级窗口,横河电机的ProSafe-RS提供两种IO系统,即F-IO(传统IO)和N-IO(智能组态IO),可以顺利地进行低风险升级。

     

    横河电机还提供服务来处理用户原有系统的文档资料和应用。专家(操作员、过程工程师、维护工程师)可以事先进行离线验证,使转换过程更顺利。最后,可以将验证文件导入ProSafe-RS,创建应用。

    1

    从原有系统升级到ProSafe-RS

    2

    从ProSafe-PLC升级到ProSafe-RS

    横河电机目前可以提供升级服务,将经过良好验证的ProSafe-PLC平台升级为最新的安全仪表系统ProSafe-RS。ProSafe-RS采用速度更快的CPU,与CENTUM DCS无缝集成,性能大幅提升,而且无需专用的DCS网关。ProSafe-RS可与CENTUM DCS的操作和监视功能完全集成。

     

     

    根据项目需要,可提供两种升级方案:

     

    ●  方案1(推荐)
    此方案中,整个ProSafe-PLC系统将被ProSafe-RS系统的组件完全替换,包括控制和I/O模块、端子板以及接线。小型端子板是该方案中的关键组件。

     

     

     方案2
    用ProSafe-RS的控制和I/O模块替换ProSafe-PLC的控制和I/O模块。此方案中,由于更新后的系统将继续使用ProSafe-PLC的端子板,因此可以使用现有的现场接线。该方案需要使用迁移适配器和相关产品。
    (注意:ProSafe-PLC端子板的服务支持期限至2018年。)

       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。

 

 

真正集成的安全控制器

 

       横河电机推出了世界上较早用于过程行业、真正集成的“安全PLC”,结束了DCS-SIS与ProSafe-RS不兼容的现状。在工厂自动化中实现集散控制系统(DCS)和安全仪表系统(SIS)的无缝集成,通常会带来复杂的设计和集成问题。在传统情况下,DCS和SIS需要两个各自独立的监视和运行环境,需要为它们设置不同的通信和硬件结构。工厂管理者若要优化过程操作,必须增加项目时间和成本。

 

 

历经十年、继往开来

 

       ProSafe-RS于2005年2月2日发布。它可以与CENTUM系列综合生产控制系统完全集成,经认证可用于SIL3应用中。自发布以来,ProSafe-RS已应用于全球2400多个项目中。

 

       2015年2月,横河电机获得了日本科学技术与经济学会的会长奖。

 

 

最新发布:ProSafe-RS R4.04
– OpreX™控制和安全系统系列解决方案核心产品的增强版,可降低TCO –

 

 

控制系统虚拟化平台

 

       利用横河电机的控制系统虚拟化平台,一台服务器即可执行多台虚拟PC的任务,因此可以减少组态系统所需的PC数量。
       该平台提供构建虚拟环境所需的硬件和软件。
       通过该虚拟服务器环境,可以根据需要分别更新和修改硬件和软件。

 

兼容最新的服务器操作系统

 

       ProSafe-RS R4.04兼容具有最新安全功能的Windows Server 2016。

详细介绍