一、項目概述
化工生產(chǎn)過程自動化安全控制系統(tǒng)是對化工生產(chǎn)裝置可能發(fā)生的危險進(jìn)行快速響應(yīng)和聯(lián)鎖保護(hù)的自動化儀表控制系統(tǒng)，其作用是保障企業(yè)的安全生產(chǎn)，避免人身傷害及重大設(shè)備損害。主要包括高可靠安全主控系統(tǒng)和化工安全控制策略開發(fā)與仿真驗證平臺。高可靠安全主控系統(tǒng)是遵循IEC61508/61511標(biāo)準(zhǔn)，基于雙重化或三重化硬件冗余技術(shù)，具有高可靠性高安全性特征的容錯控制裝置;化工安全控制開發(fā)與仿真驗證平臺，構(gòu)建安全控制專用算法模塊或算法模板，實現(xiàn)危險化工工藝的安全控制策略開發(fā)、動態(tài)仿真調(diào)試與功能驗證
二、主要功能
自動化安全控制技術(shù)是對生產(chǎn)裝置可能發(fā)生的危險進(jìn)行響應(yīng)和保護(hù)的自動化控制技術(shù)。該技術(shù)能對化工生產(chǎn)裝置和設(shè)備可能發(fā)生的危險或措施不當(dāng)行為致使繼續(xù)惡化的狀態(tài)進(jìn)行及時響應(yīng)和保護(hù)，使生產(chǎn)裝置和設(shè)備進(jìn)入一個預(yù)定義的安全停車工況，從而使風(fēng)險降低到可以接受的最低程度，保障人員、設(shè)備和生產(chǎn)裝置的安全。包括：
1)UW900高可靠安全主控系統(tǒng)。高可靠安全主控系統(tǒng)是專門為安全相關(guān)系統(tǒng)、或條件苛刻的任務(wù)而設(shè)計的，具有故障安全特征的計算機(jī)控制裝置。作為主控系統(tǒng)應(yīng)用于緊急停車系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)等。本項目通過剖析國際主流安全控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、功能設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、容錯機(jī)制、技術(shù)指標(biāo);遵循IEC61508/61511標(biāo)準(zhǔn)，基于雙重化三重化模件硬件冗余技術(shù)和IEC61131編程軟件設(shè)計開發(fā)實現(xiàn)具有高可靠性、高安全性特征的容錯計算機(jī)控制系統(tǒng)。
2)化工危險工藝安全控制策略?；诟呖煽堪踩骺叵到y(tǒng)的硬件平臺與軟件平臺，研究主要危險化工工藝生產(chǎn)裝置的安全控制策略，形成符合IEC61131-3編程語言國際標(biāo)準(zhǔn)與IEC61508功能安全國際標(biāo)準(zhǔn)的主要危險化工過程的安全控制算法模塊、動態(tài)仿真調(diào)試與功能驗證軟件平臺，及其工程集成解決方案。如涉及光氣及光氣化、電解(氯堿)、氯化、硝化、合成氨、裂解(裂化)、氟化、加氫、重氮化、氧化、過氧化、胺基化、磺化、聚合、烷基化等化工過程的安全控制策略;通過所構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的安全控制策略庫，降低對控制設(shè)計、工程實施、日常維護(hù)的要求;保障安全控制規(guī)范的有效貫徹與實施。
三、技術(shù)指標(biāo)
1)高可靠安全主控系統(tǒng)實現(xiàn)雙重化或三重化容錯結(jié)構(gòu)設(shè)計，達(dá)到高可靠性和高可用率;系統(tǒng)內(nèi)置所有的開關(guān)量和模擬量的輸入表決算法、輸出表決算法、輸入輸出自檢和故障報告機(jī)制，只要組態(tài)配置即可實現(xiàn)冗余設(shè)計;
2)實現(xiàn)控制系統(tǒng)模件/模塊/功能電路的綜合診斷、故障隔離與在線修復(fù)技術(shù);模塊在線安裝、在線調(diào)整與聯(lián)機(jī)接線技術(shù);
3)實現(xiàn)重點監(jiān)管危險化工工藝的生產(chǎn)裝置的安全控制算法庫，構(gòu)建符合IEC61131-3編程語言國際標(biāo)準(zhǔn)與IEC61508功能安全國際標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的安全控制算法模塊，并形成化工安全專用策略庫。
4)實現(xiàn)主要危險化工工藝生產(chǎn)裝置的過程控制與安全控制的動態(tài)仿真調(diào)試與功能驗證軟件平臺。
5)硬件模塊與控制裝置的電磁兼容性與抗干擾性指標(biāo)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2423.1-2001、GB/T2423.2-2001、GB/T17626.2-2006、GB/T17626.4-2008、GB/T17626.5-2006、GB/T17626.8-2006等標(biāo)準(zhǔn)3級的要求;
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四、技術(shù)創(chuàng)新
1)提出并實現(xiàn)重點監(jiān)管危險化工工藝的生產(chǎn)裝置的安全控制算法庫，內(nèi)置國家安監(jiān)總局公布的首批重點監(jiān)管的危險化工工藝的生產(chǎn)裝置，如涉及光氣及光氣化、電解(氯堿)、氯化、硝化、合成氨、裂解(裂化)、氟化、加氫、重氮化、氧化、過氧化、胺基化、磺化、聚合、烷基化等化工過程的安全控制策略;通過所構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的安全控制策略庫，降低對控制設(shè)計、工程實施、日常維護(hù)的要求;保障安全控制規(guī)范的有效貫徹與實施;
2)化工過程安全控制系統(tǒng)，控制規(guī)模大小差距很大;從十幾點、數(shù)十點、數(shù)百點、到數(shù)千點;但由于安全性可靠性要求，仍需要控制冗余、電源冗余、IO模件或IO模塊冗余;即有大量小規(guī)模、高可靠的控制系統(tǒng)或控制器需求;UW900高可靠安全主控系統(tǒng)采用模件端子座一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，易于剪裁，適應(yīng)十幾點到數(shù)千、數(shù)萬點的控制需求，可以機(jī)柜安裝、也可以壁掛安裝，并支持?jǐn)U展互聯(lián);
3)實現(xiàn)模擬量及數(shù)字量輸入輸出單點互隔、在線診斷、自校正免維護(hù)、在線逐點更換;不僅實現(xiàn)無單點故障失效，并首次實現(xiàn)點點冗余、單點無擾動在線維護(hù)，顯著提高平均無故障工作時間MTBF;適應(yīng)高可靠性與高安全性要求。
4)采用專用單重化、雙重化與三重化冗余底座及配套結(jié)構(gòu)件，采用定制可編程邏輯陣列的實現(xiàn)硬件表決算法，完成在線診斷、在線維護(hù)與冗余無擾切換，自動生成冗余組地址，配合實時數(shù)據(jù)庫與硬件配置軟件自動完成配置同步與異常診斷;實現(xiàn)所有的開關(guān)量和模擬量的輸入表決算法、輸出表決算法、輸入輸出自檢和故障報告機(jī)制，無需用戶編程，只要組態(tài)配置即可實現(xiàn)冗余設(shè)計。
五、應(yīng)用領(lǐng)域與使用效果
目前中國擁有化工企業(yè)4萬余家，站工業(yè)企業(yè)總數(shù)的68%，其中總資產(chǎn)為幾十億元人民幣的特大型化工企業(yè)集團(tuán)10余家，中小型化工企業(yè)占化工企業(yè)總數(shù)的98%以上，而且其中絕大多設(shè)計危險化學(xué)品，如浙江紹興市全市就有危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)181家。我國多數(shù)化工企業(yè)，基本以中小型精細(xì)化工為主，生產(chǎn)力水平相對落后，生產(chǎn)過程涉及單元操作多，工藝流程長，間歇反應(yīng)多，多數(shù)化工生產(chǎn)經(jīng)營單位安全生產(chǎn)基礎(chǔ)條件仍相對薄弱，安全技術(shù)裝備水平低，安全投入不足。因此，市場容量十分巨大。
化工生產(chǎn)過程自動化安全控制系統(tǒng)首先通過系統(tǒng)行業(yè)大客戶聯(lián)合攻關(guān)，配套使用，在“點”上突破，樹立樣板工程;同時，在應(yīng)用推廣中，收集整理并提煉用戶需求，持續(xù)改進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品;隨后，在行業(yè)領(lǐng)域與區(qū)域市場，進(jìn)行推廣應(yīng)用，擴(kuò)大市場成果。目前，本項目產(chǎn)品已推廣應(yīng)用50余套。
（轉(zhuǎn)載）
