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SIMATIC PCS7是基于全集成自动化的现代过程控制系统，其中集成了过程工业所需的连续性控制，逻辑，批处理及故障安全的全部功能。根据ARC 的调查报告，SIMATIC PCS 7 符合其CPAS 结构远景及ISA-88和ISA-95等标准的单一自动化环境。其无缝集成安全仪表系统（SIS）的创新技术，使其成为新一代过程控制系统的典范，其可靠的安全设计符合IEC 61508(SIL 3)和IEC 61511等国际安全标准，并已广泛应用于紧急停车系统（ESD）、火灾及有毒有害气体监测和保护系统（F&G）、燃烧炉管理系统（BMS）和关键设备控制等。
SIMATIC PCS7的安全一体化的设计为面向未来的工厂提供了灵活的解决方案。基于内部的Profisafe 通信机理，可以将标准功能和故障安全功能集成在一个控制器中，也可以将它们放在不同的控制器中；可以将分布式的I/O模件，包括标准模件和故障安全模件，集成在一个站中，也可以分开安装和扩展（如图1），其中SIS 功能由SIMATIC S7-400FH实现。
将故障安全功能集成到SIMATIC PCS 7 过程控制系统中，具有以下优势：
·共用一个工程组态系统完成标准应用和安全应用
·在SIMATIC PCS 7的安全控制器(AS)中集成安全控制策略
·在SIMATIC PCS 7的操作员站(OS)中，集成有过程值的用户友好界面
·将带时间标签的故障信息，自动集成到过程可视画面中
·不需要传统的DCS与SIS之间复杂的数据处理
·节省成本、空间和安装费用。 （图片）
图1 基于Profisafe的PCS7系统架构 过程工业的不允许存在任何安全薄弱环节。为了保护人员、设备及环境，将风险最小化，不仅需要可靠的过程工业安全技术，安全管理和合格的人员也是安全生命周期(Safety Lifecycle)的必要条件，将保证从规范到执行的全过程安全要求（如图2）。SIMATIC PCS7的SIS解决方案中的安全矩阵Safety Matrix（如图3），提供了从安装调试到操作和维护，以及投运后修改过程的安全生命周期工具。安全矩阵Safety Matrix简述如下：
·用已知的原因/结果方式组态安全 (逻辑)功能，例如，基于过程事件和过程反应来组态
·自动生成相关的STEP?程序
·通过简易和透明的组态，将故障源降至最低
·安全组态检阅后，自动产生文档资料
·无需专门的编程知识，缩短组态时间
·在SIMATIC PCS 7的操作员站上, 自动生成可视化及用户友好的安全矩阵界面
·自动管理程序的项目版本
·跟踪修改方便
·进行安全功能的直接修改，具有轻松方便的测试模式，以及旁路、复位和跳过等功能（图片）
图2 安全生命周期的必要条件 （图片）
图3 的安全矩阵Safety Matrix SIMATIC S7-400FH 可以无缝集成到SIMATIC PCS7 中，也可以做为独立的SIS 系统使用，并能通过Modbus，Profibus-DP，Ethernet(TCP/IP)等多种方式与第三方过程控制系统进行通信。SIMATIC S7-400FH的冗余容错性可确保系统运行时的非计划停车最少，从而使相关的成本最小。故障安全模件内置的完全冗余设计及自诊断功能，能对内部及外部的故障进行快速而有效的诊断，其创新的灵活的模件冗余（FMR）方式，可根据具体要求针对现场仪表和执行装置进行单模件，双模件和三重化模件配置，完成安全规范IEC61511中的安全仪表（SIF）功能（如图4）。SIMATIC S7-400FH 在保证安全性的同时提供多点容错功能，可最大限度地满足用户的可应用性要求，内部开放的Profisafe 通信协议为SIS 系统的数字化和现场总线化的发展奠定了基础。（图片）
图4 模件冗余（FMR）配置方式 西门子公司于1999年推出创新的SIMATIC S7-400FH 及SIMATIC一体化安全技术以来，已在全球范围的各个行业，如石油化工，化工，制药，电力，冶金，矿业，轻工等取得了广泛的应用。
8/13/2005
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