隨著安全標(biāo)準(zhǔn)的推出和企業(yè)對安全系統(tǒng)重視度的不斷升級，根據(jù)裝置高溫高壓連續(xù)性的特點和國際電工組織IEC提出的STI3級標(biāo)準(zhǔn)的要求，公司在新建的化工裝置中選用了美國HoneWell公司的故障安全控制FSC(failsafecontrol)系統(tǒng)。國際電工組織IEC安全要求等級分為4級，安全性能由低到高依次為SILl、SIL2、SIL3、SIL4。SIL3級標(biāo)準(zhǔn)是指每年故障危險的平均概率為0.1‰~1‰。
　　FSC系統(tǒng)具有符合MODBUS/RTU通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)通信接口，符合國際通信標(biāo)準(zhǔn)，可與任何具有同樣通信接口的設(shè)備進行通信。包括各大公司的Dcs(如HoneywellTPS、FoxboroIASeries、RosemountRS3、YokogawaCentumnXL/uXL/CS、BaileyControlsFisherProvoxCL6921、SiemensPKE3964R)，同時FSC系統(tǒng)還可通過SMM(safetymanagementmodel)卡或以太網(wǎng)卡與霍尼韋爾的TPS及PKS系統(tǒng)實現(xiàn)點對點通信，通信接口冗余配置并帶自診斷功能，從而實現(xiàn)SOE功能、報警功能、操作界面的集成以及HM歷史數(shù)據(jù)共享等功能。
　　故障安全控制系統(tǒng)是基于獨立原則設(shè)計的系統(tǒng)中，所有的I/0點都是獨立于DCS控制系統(tǒng)，甚至在一些非常重要的點會采用三選二或四選二聯(lián)鎖控制方案。但聯(lián)鎖點通常也是重要的控制點，所以在Dcs系統(tǒng)中有基于同一工藝位置的控制點，甚至為了可和安全性還會增加1~2個指示點。而通過系統(tǒng)的通信，就可以在Dcs或工廠管理系統(tǒng)中顯示數(shù)據(jù)，可以降低成本和更好地進行控制。
　　一、故障安全控制系統(tǒng)配置
　　故障安全控制系統(tǒng)硬件主要由PC機和FSC組成，核心部分是FSC。系統(tǒng)配置如圖1所示。
　　SOE站/工程師站采用PC機，系統(tǒng)軟件和SOE(件可在Windowsg5/98/NT/2000的環(huán)境下運行。RS-232/RS-485的通信接口，可實現(xiàn)系統(tǒng)軟件的庫和邏輯圖組態(tài)、修改和下載安裝;I/0賦值功能；系統(tǒng)狀態(tài)在線監(jiān)測;SOE的報警和事件記錄;SOE的報表打印以及組態(tài)的在線打印等。SOE事故記錄功能能完整記錄系統(tǒng)本身及生產(chǎn)過程出現(xiàn)的各種問題，分辨率為10ms級，可通過打印機在線打印和存儲，供日后事故分析。
　　FSC控制站的硬件模塊可分為CP中央控制模塊、I/0輸入/輸出模塊、FTA現(xiàn)場接線端子模塊三部分。CP中央控制模塊包括CPU、COM(通信卡)、WD(系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視卡或稱看門狗卡)、DBM(診斷和電池卡)以及VBD(豎向總線驅(qū)動卡)。UO卡件包括DI卡、DO卡、AI卡以及AO卡。
　　中央控制單元通過冗余輸入卡從現(xiàn)場讀入數(shù)據(jù)，并按照邏輯圖(FLD)中組態(tài)的控制程序執(zhí)行?？刂瞥绦?qū)?zhí)行結(jié)果傳輸?shù)饺哂噍敵龆丝凇Ｔ诰哂腥哂郈P的FSC配置中，CP將操作結(jié)果通過一個專門的通信線路與冗余的CP同步?？刂铺幚砥鲗SC硬件進行連續(xù)的測試，以確保對現(xiàn)場的安全控制。
　　冗余的中央控制器及冗余的I/O模塊，這種2套獨立并行運行的控制器完全冗余的控制器具有單套系統(tǒng)冗錯的功能。即任何一套中央部分或I/O卡件的故障都不會停止生產(chǎn)過程。當(dāng)系統(tǒng)自診斷發(fā)現(xiàn)一個模塊發(fā)生故障時，CPU將強制其失效，確保其輸出的正確性。同時，安全輸出模塊中的SMOD功能(輔助去磁方法)確保在兩套系統(tǒng)同時發(fā)生故障或電源故障時，系統(tǒng)輸出一個故障安全信號。這樣確保了系統(tǒng)的高可靠性、高安全性及高可用性。按照DINVl9250標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)SC-20044D配置符合TüVAK6級及IECl61508SIL3級標(biāo)準(zhǔn)安全認證。
　　為了方便操作，輔操臺放于內(nèi)操室，上面安裝著一些硬手操開關(guān)及報警指示燈。開關(guān)主要是切換聯(lián)鎖的投用和解除，以及進行一些閥門的強開、強關(guān)，并帶有切換指示燈;報警指示燈分為聯(lián)鎖源報警燈及現(xiàn)場閥門回信報警燈兩種，報警指示燈具有區(qū)分第一聯(lián)鎖源功能，同時第一聯(lián)鎖源會出現(xiàn)不同頻率的閃爍，利用FSC的報警類型，組態(tài)可以很方便地實現(xiàn)。
　　二、FSC系統(tǒng)內(nèi)部通信
　　FSC系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)通信分系統(tǒng)總線(SBUS)、豎向總線(VBUS)、水平總線(HBUS)三層。FSC的核心CPU用于讀取過程輸入數(shù)據(jù)、執(zhí)行邏輯控制程序，并將執(zhí)行結(jié)果經(jīng)VBD和HBD模塊送到輸出模塊;同時它還可以通過通信卡使它們同步工作;同時連續(xù)地測試外部系統(tǒng)和過程設(shè)備的安全診斷以保證安全控制。FSC2004D冗余系統(tǒng)內(nèi)部通信總線如圖2所示。FSC系統(tǒng)的內(nèi)部通信的三條總線SBUS、VBUS和HBUS都冗余配置，即采用冗余CP及I/O接口的配置系統(tǒng)總線CP及I/O接口的配置遵循IEC61508所描述的2004D系統(tǒng)。2004D系統(tǒng)是由2套獨立并行的控制器組成，通信模塊負責(zé)其同步運行，當(dāng)系統(tǒng)自診斷發(fā)現(xiàn)一個模塊發(fā)生故障時，CPU將強制其失效，它所對應(yīng)的另一個模塊將無擾動切換，即當(dāng)一對CPU、一條總線、一塊I/O卡或一條WD信號出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)僅僅切除有故障的部分，其余部分不會受影響，確保其輸出的正確性。同時，安全輸出模塊中的SMOD功能(輔助去磁方法)確保在兩套系統(tǒng)同時發(fā)生故障或電源故障時，系統(tǒng)輸出一個故障安全信號。
　　FSC系統(tǒng)配置中冗余的CP可支持冗余通信，即配置了冗余通信卡。每個CP都有專用的接口與其通信的設(shè)備連接。