導讀：工廠過程控制的安全系統(tǒng)可以是集中式，分布式，或兩者兼而有之。每種方法都有其優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，選擇好的選擇取決于多種因素。本文將探討不同的安全系統(tǒng)架構(gòu)，將展示工藝廠用戶如何挑選適合他們的特定需求的佳解決方案。
　　
　　集中安全
　　
　　一些工廠采用單片橫跨整個設施的安全系統(tǒng)。這些系統(tǒng)使用一個集中的邏輯解算器，通常是一個大的可編程單元，并可能具有內(nèi)在的冗余性和廣泛的診斷，所有住在一個環(huán)境控制區(qū)。
　　
　　使用一個單一的安全邏輯得到普及，作為一種手段，以降低每I/O點的成本，越來越多的I/O連接到邏輯求解中央處理單元（CPU）。
　　
　　在許多地方，安全邏輯提供了數(shù)以千計的I/O點的監(jiān)督，設施安全和生產(chǎn)的可靠性依賴于一個單一的安全邏輯的性能結(jié)果。因此，軟件升??級，應用程序的變化，硬件故障，維修，功能檢查，可以影響到整個安全系統(tǒng)。
　　
　　與集中的安全，對CPU和I/O布局的決定必須在初的項目設計。安全系統(tǒng)I/O模塊可設在中部地區(qū)或遠程現(xiàn)場設備與安全的數(shù)字通信的邏輯解??算器位于附近。CPU和遠程I/O之間的通信必須符合IEC61508認證的供應商。由于其重要性，這些遠程I/O鏈接往往沿不同的冗余路徑安裝，這樣一個廠房面積損壞，不會帶來整個系統(tǒng)。
　　
　　符合IEC61511的要求，個別現(xiàn)場設備的安全系統(tǒng)可以直接硬I/O。遠程安全I/O允許設計師減少這些個別線運行的長度，有可能降低工程造價。
　　
　　與集中式系統(tǒng)，用戶只需要掌握softwareproduct，雖然它可能會相當復雜?？删幊痰南到y(tǒng)需要訪問安??全控制工程接口解決性能退化。集中系統(tǒng)不提供本地接口或在該領域的面板，所以這些必須單獨設計和安裝，增加額外的成本和復雜性。
　　
　　制造商的選擇構(gòu)成了培訓和備件的長期承諾。一旦做出選擇，不同的硬件組件的數(shù)量小化，減輕了學習曲線，減少放養(yǎng)的要求。小的增加和升級項目必須適應現(xiàn)行的制度，所以需要額外的連接點與原始安裝兼容的硬件實現(xiàn)。
　　
　　因為一個單一的邏輯解算器管理許多安全功能，應用程序必須執(zhí)行速度不夠快，處理所需的過程安全時間短。另外一個新的安全功能，如應用程序的變化，必須進行評估的其他安全功能的影響。在一個新的應用程序下載，或在CPU環(huán)境控制損失的問題可能會影響多個工廠的過程單元，可能會影響到許多件設備的安全和正常運行。
　　
　　也許，與集中式系統(tǒng)的大的問題是主控制器故障可能導致整個安全系統(tǒng)停止運作。雖然硬件冗余，可以減少這種情況發(fā)生的概??率，作為潛在的威脅仍然在軟件和固件更新需要的系統(tǒng)性錯誤，需要關閉整個系統(tǒng)進行更新，可以影響過程的正常運行。
　　
　　加方，幾乎消除了集成問題，因為硬件組件和軟件都是由一家廠商提供，并有一個明確的情況下單一來源的責任，出現(xiàn)任何問題。
　　
　　分布式安全
　　
　　分布式安全系統(tǒng)可能不太熟悉，但仍然在世界各地的工藝廠廣泛使用。主要分布安全組件包括跳閘或繼電器模塊和/或有限的I/O能力的小型可編程電子控制器，每個設計和選擇，以適應一個單一的安全功能的需求。
　　
　　分布式的安全系統(tǒng)設計往往提供有限的廠房面積，特別是植物的過程中，單臺設備，或一個單一的安全功能的安全運行。例如，壓縮機橇可能會提供自己的控制和安全系統(tǒng)，獨立的，除了工廠的主要控制和安全系統(tǒng)。
　　
　　在另一起案件中，特別是植物的過程中，可能有其自身的安全系統(tǒng)。例如，我們的公司提供了一個分布式的安全系統(tǒng)在煉油廠餾分加氫裝置。該系統(tǒng)采用四個獨立旅模塊監(jiān)測四個場景，涉及低水平，低流量，可能會導致單位內(nèi)設備超壓。
　　
　　分布式安全系統(tǒng)的優(yōu)點和缺點：也許，分布式安全系統(tǒng)的大優(yōu)勢是獨立運作和關閉。簡而言之，本地控制系統(tǒng)的運作，作為設計的其他安全系統(tǒng)，即使失敗，或者如果系統(tǒng)之間的通信鏈路失敗。
　　
　　失敗和在本地和分布式安全系統(tǒng)的退化條件，可以診斷，并提出適當?shù)姆磻僮?。對于一個簡單的行程模塊系統(tǒng)，所需的診斷可能是一個周期的驗證試驗，并用螺絲刀電工進行任何必要的維修。對比這與一個集中的安全系統(tǒng)連續(xù)運行硬件診斷，并要求與診斷工具和故障診斷和維修工程師或高度熟練的技術人員，工程接口條件。
　　
　　因為分布式的安全系統(tǒng)只能處理數(shù)量有限的功能，可以修改或安全系統(tǒng)的升級，而不會干擾過程中的其他部分。用于廠房改造和擴建，往往更容易安裝，而不是集中的安全控制器的新功能集成到分布式的安全系統(tǒng)。另外一個新的安全功能相對簡單，因為新的功能沒有互動與現(xiàn)有的安全硬件或適合在現(xiàn)有的圍欄。新的領域硬安全連接的長度可以在相對較短，因為邏輯解算器可以安裝在靠近保護單位。
　　
　　如果分布式的安全系統(tǒng)使用只有旅行模塊和繼電器代替可編程電子，其他幾個優(yōu)勢得以實現(xiàn)。沒有軟件編程是必需的，并可以很容易地設計到故障安全系統(tǒng)。由可編程系統(tǒng)的執(zhí)行速度是的，為的是便于設計和維護。選擇旅游模塊和安全繼電器可以承受的現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，可以安裝在靠近被保護設備簡單的防水罩，沒有對環(huán)境控制，如空調(diào)業(yè)務的依賴。
　　
　　作為集中的安全系統(tǒng)，符合IEC61511的要求個別現(xiàn)場設備的安全系統(tǒng)可以直接硬I/O?，F(xiàn)場傳感器可以共享與監(jiān)管通過隔離或通過數(shù)字通信總線控制系統(tǒng)和運營商的HMI。分布式的安全系統(tǒng)由本地執(zhí)行所有的安全操作。如果一個地方的操作界面是必需的，分布式的安全系統(tǒng)面板可以修改提供燈，按鈕，和/或操作界面終端。
　　
　　實施分布式安全面臨的主要挑戰(zhàn)是需要落實和整合來自許多不同的供應商的產(chǎn)品。雖然每個分布式安全系統(tǒng)可能是相對簡單的本身，數(shù)量之多，可以添加不同的系統(tǒng)的復雜性。來自不同供應商的零件需要放養(yǎng)，工廠人員必須熟悉每個系統(tǒng)的運作。剛剛收集的現(xiàn)場故障排除合適的工具，可以成為一個挑戰(zhàn)，因為這些工具往往是具體到每個安全系統(tǒng)。
　　
　　許多工藝廠要結(jié)合集中式和分布式安全的好處，同時大限度地減少各自的弊端，有辦法做到這一點，是一種混合的安全體系架構(gòu)。
　　
　　雜交可提高品種
　　
　　新技術，如分布式和網(wǎng)絡安全控制器，安全級數(shù)字通信網(wǎng)絡，安全受好評的遠程I/O允許一些工藝廠結(jié)合的一種混合的安全體系架構(gòu)的集中式和分布式安全的許多優(yōu)勢。
　　
　　在這種類型的系統(tǒng)，中央安全控制器進行通信，以一個或多個分布式控制器位于整個工廠通過高速數(shù)字網(wǎng)絡。每個子控制器有它自己的本地I/O和獨立的基礎上可以控制它的本地進程。涉及安全的CPU之間的通信必須在邏輯解算器供應商的產(chǎn)品認證IEC61508標準。這項規(guī)定意味著混合安全系統(tǒng)將很像集中系統(tǒng)，從一個單一的供應商購買。
　　
　　通過這種方法，有是只有一個為整個安全系統(tǒng)的軟件編程環(huán)境，只有一個供應商。這實際上消除了集成問題，并簡化了設計和維護。控制室人員提出了一個統(tǒng)一的操作界面，這個界面可以顯示完整的信息，從每個子控制器分布式安全。
　　
　　在消極的一面，這些系統(tǒng)往往是所有設計方案，并保持復雜的，因為有許多單獨的安全控制器。必須在一個高速網(wǎng)絡設計，安裝，維護和接入安全和網(wǎng)絡安全，必須嚴格控制。
　　
　　選擇好的選擇
　　
　　一個新的綠地植物，往往是一個集中的安全體系架構(gòu)的初步做法。如果選定的監(jiān)管控制系統(tǒng)供應商也提供分布式安全，大部分的主要自動化供應商做，那么工廠可以實現(xiàn)混合動力系統(tǒng)與單一供應商的做法的好處。
　　
　　對單一廠商的依賴往往是在采購成本方面更昂貴，但這種方法應該減少其他生命周期成本。主要的風險是完全依賴一個供應商，以及有時在初的設計極為復雜，往往需要相當大的代價廣泛的供應商的支持。
　　
　　集中式安全系統(tǒng)的安裝和運行在許多工廠，大多數(shù)用戶無法自圓其說的批發(fā)方式變化。在這種情況下，往往是更具成本效益和簡單的執(zhí)行與分布式安全系統(tǒng)的補充和升級。
　　
　　這些分布式系統(tǒng)可以聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管系統(tǒng)和它的操作界面，通過無論是硬線或數(shù)字網(wǎng)絡系統(tǒng)的外觀和感覺很像一個集中的安全系統(tǒng)，以較低的成本提供操作。
　　
　　分布式安全系統(tǒng)往往是在滑動過程中，壓縮機，包裝機，并從原始設備制造商購買其他子系統(tǒng)。OEM安全系統(tǒng)通常與監(jiān)管的中央控制系統(tǒng)通過無論是硬線或數(shù)字網(wǎng)絡，雖然可能是完全獨立的安全系統(tǒng)。
　　
　　新設施將選擇集中式或混合式的安全系統(tǒng)架構(gòu)。現(xiàn)有電廠的需要，以確保新的安全系統(tǒng)融入其現(xiàn)有的安全系統(tǒng)架構(gòu)。在許多情況下，這意味著將用于分布式安全系統(tǒng)，這些系統(tǒng)將被集成到現(xiàn)有的安全系統(tǒng)架構(gòu)。