HIMA技术交流
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2019/4/17 HIMA CHINA 18
本质故障安全型PES原理框图
CU1
DPR DPR 1st I/O BUS
BS X
Output module
CU2
WD
T
Field
Output module
BS
T X
WD
1st I/O BUS
2019/4/17
WD 2nd I/O BUS
WD
HIMA CHINA
RC-6 / SIL-3
Redundant or TUV approved
HIMA
Others
Only HIMA can offer RC-6 / SIL-3 components beyond the system
SIS系统
Additional Advantages:
- HIMA IS Barriers, Relays and Trip Amplifiers are stand alone products - Can be used regardless of the safety system technology and brand installed - Existing equipment can easily be exchanged with HIMA products
HIMA CHINA
25
Manual Shutdown
SIS设计应用示例
HS 101A RESET
i
I/P AIR
HS 101B
PSV101
ATM
S
EXH
S
EXH
LS 101
RAW MATREIAL FEED
T1-101
FC FC LRC 101 LASH 101
LCV101B
LCV101A
LT101
2019/4/17
HIMA CHINA
20
冷备、热备&在线
• • • • 此概念为冗余的工作方式； 热备为备卡带电但不工作； 冷备为不带电也不工作； 在线为冗余部分都同时在工作，只有这种 方式才能实现无扰动切换。
2019/4/17
HIMA CHINA
21
点冗余、卡件冗余&卡笼间冗余
• 此概念为冗余的结构方式，直接决定了系 统的可用性； • 点冗余为一块卡上多点（专业也叫重化） 冗余，往往跟安全性有关； • 卡件冗余则为卡件的左右冗余方式； • 卡笼间冗余是上下两个卡笼冗余，此冗余 方式为全冗余，此方式的系统共损因数最 小，它包含了点和卡件冗余。
2019/4/17 HIMA CHINA 22
HIMA H51q-HRS（二）
SIL3
SIL3
2019/4/17
HIMA CHINA
24
机械泄放机构动作
SIS可以做什么？ Boom!
联锁动作值
SIS控制
失控的过程参数
SIS使装置紧急停车
临界报警值 控制高限
BPCS 控制
正常的工艺参数 控制低限
2019/4/17
岗位职责三工作总结项目运维项目实施银青高速视频监控东毛隧道停车场项目全面实施ip设置贵州独平高速项目全面实施监控室机柜布线四心得体会在这段时间的学习过程中我对部门很多产品从零学起刚到公司的时候感觉压力很大经过这些时间的认真学习和实际操作调整心态现已完全能融入公司的各项岗位职责和管理制度中
安全控制系统
2019/4/17
HIMA CHINA
16
安全性&可用性
• 安全性是指德国TUV认证机构按照 IEC61508规范对认证对象的安全功能进行 认证，而评估的SIL安全等级，如SIL1-4级； 按照DIN 19250规范认证的AK安全等级， 如AK1-8级；安全深度是由系统的平均无 故障概率来衡量的； • 可用性是指安全仪表回路上某个功能元件 故障时，不影响装置正常运行，其跟功能 元件的共损因数有关。
2019/4/17
HIMA CHINA
15
HIMA的安全回路
Sensors IS Barriers Trip Amplifiers Safety System IS Barriers Relays Actuators
Redundant or TUV approved
RC-6 / SIL-3
RC-6 / SIL-3
4 3 2 1
10-4 to 10-6 10-3 to 10-4 10-2 to 10-3 10-1 to 10-2
0.9999 to 0.999999 0.999 to 0.9999 0.99 to 0.999 0.9 to 0.99
• Distribution of the Failure Measures 35 % Sensors 15 % Logic solver 50 % Final elements
上海黑马安全自动化系统有限公司
上海浦东外高桥保税区希雅路350号5号楼4层A部
2019/4/17
HIMA CHINA
4
里程碑
1908 由Johannes Hildebrandt先生创建于曼海姆,
HIMA的名字源于 Hildebrandt 和 Mannheim； 1970 1986 世界上第一套获TÜV认证的安全系统: Planar； 世界上第一套获TÜV认证的PES系统: H50； 世界上第一个获TÜV认证的 软件-反向编译功能； 通过DIN ISO 9001、DQS 认证； 世界上第一家获TÜV认证的 安全以太网通讯技术； 世界上第一套获TÜV认证的 2004D/QMR系统: H41q/H51q； 世界上运算速度最快的获TÜV工厂自动化安全系统； 作为世界上第一家安全系统生产厂商，HIMA首家获得TÜV 授予的IEC 61508 “全面安全功能管理”证书；
应用领域
H41q/H51q系列---MS/HS/HRS(AK6/SIL3）
参考项目
• 硬连线逻辑电子系统（E）：
全球网络
PLANAR系列---Planar 4（AK7/SIL4）
亚太地区
继电器（ AK6/SIL3）
报警设定器（ AK6/SIL3）*
HIMA CHINA 6
系统分布
2019/4/17
应用领域
里程碑
主要产品
应用领域
1991 1994
参考项目
1997 1997 2002
全球网络
亚太地区
2002
系统分布 2006
2019/4/17
世界上第四代安全系统HIMAX从HIMA诞生。
HIMA CHINA 5
里程碑
主要产品
• 可编程电子系统（PES）：
主要产品
A1系列---A1/A1 digital（AK4/SIL2）
Welcome on HIMA Training Center
欢迎体验黑马
值得信赖的安全性、可用性和可靠性
2019/4/17
HIMA CHINA
3
HIMA Paul Hildebrandt GmbH + Co KG
Brü hl . Mannheim . Germany
HIMA（Shanghai）Safety System Co., Ltd.
10
里程碑
亚洲及太平洋地区
总部：马来西亚 的吉隆坡 澳大利亚 韩国
主要产品
应用领域
参考项目
中国（北京/ 上海/沈阳）
全球网络
印度 印度尼西亚 伊朗 泰国 科威特
亚太地区
2019/4/17
HIMA CHINA
11
2019/4/17
HIMA CHINA
12
第一部分
安全控制系统的理念
有关SIS系统的几个概念
里程碑
炼油、 化工、 石油化工、
主要产品
海上油气开采以及钢铁、电力 等行业的: 紧急停车系统(SIS)；
应用领域
参考项目
火气保护系统(F&G)； LNG保护系统
全球网络
高压保护系统(HIPPS)； 燃烧炉控制系统(BMS)； 油/气长输管线监测；
亚太地区
系统分布
反应器控制等。*
2019/4/17
HIMA CHINA
亚太地区
齐鲁石化公司第二化肥厂（SIS）；
齐鲁石化苯乙烯装置（SIS）；
系统分布
齐鲁煤气化装置（SIS）。*
2019/4/17
HIMA CHINA
8
参考项目
里程碑
中海油渤海公司海上采油平台QK18-2 （SIS，F&G）； 兰州乙烯装置（SIS）； 茂名乙烯装置（SIS）；
主要产品
应用范围
上海（拜尔）聚合物有限公司（BMS， HIPPS）； BP 赛科（SECOO）90万吨乙烯联合 （SIS,F&G） 36套系统108个机柜 BASF 漕泾THF/PolyTHF(SIS)
2019/4/17 HIMA CHINA 17
本质&结构安全
• 其区分为SIS系统在SIL3/AK6时有无故障 修复时间限制（即在系统故障时，有无倒 计时安全时间限制）的SIS系统。本质安 全的系统是具有优先级的三级控制； • 结构安全的系统在组态为SIL3/AK6（即 系统的平均无故障概率达到99.9-99.99%） 的安全等级时，其系统必须在软件组态时 填写故障修复时间。需要说明的是这种限 制在组态成SIL2/AK4时，就不复存在。
7
参考项目
里程碑
辽化催化重整（SIS); 南京惠生甲醇（SIS);
主要产品
兖矿煤气化（SIS);
胜利油田炼油厂（SIS）；
应用领域
正和加氢焦化（SIS)； 东明加氢焦化催化裂化（SIS);
参考项目
湛江炼油厂（SIS）； 京博重油催化（SIS);
全球网络
海科重催（SIS)； 山东海化苯乙烯装置（SIS)；
2019/4/17
HIMA CHINA
27
系统/装置的安全等级
Safety Classes SC
Microcomputer in the Safety Technology (TÜV) 5 2 1 (<10 -1; <10-5 h-1) 4 3 4 3 5 6 2 7 1 8 4 (<10 -4; <10-8 h-1) 3 (<10 -3; <10-7 h-1) 2 (< 10 -2; <10-6 h-1)
2019/4/17 HIMA CHINA 26
Safety Integrity Levels (SIL)
SAFETY INTEGRITY LEVEL PFD AVERAGE RANGE (PFD=Probability of Failure on Demand) SAFETY AVAILABILITY RANGE
参考项目
全球网络
扬巴苯乙烯（SIS） 镇海100万吨乙烯联合装置
亚太地区
目前，共有 20000 多套在世界各地运
系统分布
行。*
2019/4/17
HIMA CHINA
9
里程碑
全球网络
主要产品
应用领域
参考项目
全球网络
亚太地区
系统分布
美洲 欧洲 中东和非洲 亚洲及太平洋地区
2019/4/17
HIMA CHINA
HIMA Paul Hildebrandt GmbH + Co KG
HI-Quad 安全技术的成熟理念
在中央单元（CU）上设置了双CPU； 一个中央单元即可满足安全等级 AK6/SIL3 CU之间的通讯由高速 双口RAM（ DPR） 来完成； 2oo4/QMR 结构 (Quadruple Modular Redundant)； 最大的实用性和冗余容错结构 （全冗余、两级容错）；
Requirement Classes RC(AK)
Safety Integrity Level SIL
DIN V 19250
1
IEC 61508
2019/4/17
HIMA CHINA
28
第二部分
HIMA的安全控制系统
2019/4/17
HIMA CHINA
29
H41q/H51q 安全控制系统
提高生产力的关键
安全技术交流
2019/4/17 HIMA CHINA 1
交流提纲
• HIMA简介（10分钟） • 安全理念：IEC61508，SIS（20分钟） • HIMA系统介绍：H41/51q（60分钟）
休 息 • 安全连接设备（20分钟） • 安全（冗余）通讯（10分钟）
2019/4/17 HIMA CHINA 2
2nd I/O BUS
19
重化&冗余
• 需要明确的是重化就是重化，冗余就是冗 余，不能混为一谈。 • 二重化(1oo2)、的，即没有优 先级的表决系统，统称为结构安全设计； • 冗余是为实现控制元器件功能上的独立对 等而开发的，其目的是不停车，即可用性。
2019/4/17
HIMA CHINA
31
中央单元（CU）模件 F 8650E - F 8653E
在每个CU 模件上有两个CPU和硬电路比较器；
AK6/SIL3安全等级； 100%兼容功能；
1、SIS和ESD 2、SIS、PLC和DCS 3、安全性和可用性 4、安全系统必须有TÜV的安全证书、 认证报告和安全手册 5、本质和结构安全 6、重化和冗余 7、热备、冷备和在线 8、本安回路和安全回路
2019/4/17 HIMA CHINA 14
SIS & ESD
• SIS---Safety Instrumented System (用安 全仪表装备的系统);包括ESD以及与之 配套的传感器和执行元件等, 用户的接 口设备,如安全栅、继电器、信号分配 器等可以考虑在SIS系统中。
本质故障安全型PES原理框图
CU1
DPR DPR 1st I/O BUS
BS X
Output module
CU2
WD
T
Field
Output module
BS
T X
WD
1st I/O BUS
2019/4/17
WD 2nd I/O BUS
WD
HIMA CHINA
RC-6 / SIL-3
Redundant or TUV approved
HIMA
Others
Only HIMA can offer RC-6 / SIL-3 components beyond the system
SIS系统
Additional Advantages:
- HIMA IS Barriers, Relays and Trip Amplifiers are stand alone products - Can be used regardless of the safety system technology and brand installed - Existing equipment can easily be exchanged with HIMA products
HIMA CHINA
25
Manual Shutdown
SIS设计应用示例
HS 101A RESET
i
I/P AIR
HS 101B
PSV101
ATM
S
EXH
S
EXH
LS 101
RAW MATREIAL FEED
T1-101
FC FC LRC 101 LASH 101
LCV101B
LCV101A
LT101
2019/4/17
HIMA CHINA
20
冷备、热备&在线
• • • • 此概念为冗余的工作方式； 热备为备卡带电但不工作； 冷备为不带电也不工作； 在线为冗余部分都同时在工作，只有这种 方式才能实现无扰动切换。
2019/4/17
HIMA CHINA
21
点冗余、卡件冗余&卡笼间冗余
• 此概念为冗余的结构方式，直接决定了系 统的可用性； • 点冗余为一块卡上多点（专业也叫重化） 冗余，往往跟安全性有关； • 卡件冗余则为卡件的左右冗余方式； • 卡笼间冗余是上下两个卡笼冗余，此冗余 方式为全冗余，此方式的系统共损因数最 小，它包含了点和卡件冗余。
2019/4/17 HIMA CHINA 22
HIMA H51q-HRS（二）
SIL3
SIL3
2019/4/17
HIMA CHINA
24
机械泄放机构动作
SIS可以做什么？ Boom!
联锁动作值
SIS控制
失控的过程参数
SIS使装置紧急停车
临界报警值 控制高限
BPCS 控制
正常的工艺参数 控制低限
2019/4/17
岗位职责三工作总结项目运维项目实施银青高速视频监控东毛隧道停车场项目全面实施ip设置贵州独平高速项目全面实施监控室机柜布线四心得体会在这段时间的学习过程中我对部门很多产品从零学起刚到公司的时候感觉压力很大经过这些时间的认真学习和实际操作调整心态现已完全能融入公司的各项岗位职责和管理制度中
安全控制系统
2019/4/17
HIMA CHINA
16
安全性&可用性
• 安全性是指德国TUV认证机构按照 IEC61508规范对认证对象的安全功能进行 认证，而评估的SIL安全等级，如SIL1-4级； 按照DIN 19250规范认证的AK安全等级， 如AK1-8级；安全深度是由系统的平均无 故障概率来衡量的； • 可用性是指安全仪表回路上某个功能元件 故障时，不影响装置正常运行，其跟功能 元件的共损因数有关。
2019/4/17
HIMA CHINA
15
HIMA的安全回路
Sensors IS Barriers Trip Amplifiers Safety System IS Barriers Relays Actuators
Redundant or TUV approved
RC-6 / SIL-3
RC-6 / SIL-3
4 3 2 1
10-4 to 10-6 10-3 to 10-4 10-2 to 10-3 10-1 to 10-2
0.9999 to 0.999999 0.999 to 0.9999 0.99 to 0.999 0.9 to 0.99
• Distribution of the Failure Measures 35 % Sensors 15 % Logic solver 50 % Final elements
上海黑马安全自动化系统有限公司
上海浦东外高桥保税区希雅路350号5号楼4层A部
2019/4/17
HIMA CHINA
4
里程碑
1908 由Johannes Hildebrandt先生创建于曼海姆,
HIMA的名字源于 Hildebrandt 和 Mannheim； 1970 1986 世界上第一套获TÜV认证的安全系统: Planar； 世界上第一套获TÜV认证的PES系统: H50； 世界上第一个获TÜV认证的 软件-反向编译功能； 通过DIN ISO 9001、DQS 认证； 世界上第一家获TÜV认证的 安全以太网通讯技术； 世界上第一套获TÜV认证的 2004D/QMR系统: H41q/H51q； 世界上运算速度最快的获TÜV工厂自动化安全系统； 作为世界上第一家安全系统生产厂商，HIMA首家获得TÜV 授予的IEC 61508 “全面安全功能管理”证书；
应用领域
H41q/H51q系列---MS/HS/HRS(AK6/SIL3）
参考项目
• 硬连线逻辑电子系统（E）：
全球网络
PLANAR系列---Planar 4（AK7/SIL4）
亚太地区
继电器（ AK6/SIL3）
报警设定器（ AK6/SIL3）*
HIMA CHINA 6
系统分布
2019/4/17
应用领域
里程碑
主要产品
应用领域
1991 1994
参考项目
1997 1997 2002
全球网络
亚太地区
2002
系统分布 2006
2019/4/17
世界上第四代安全系统HIMAX从HIMA诞生。
HIMA CHINA 5
里程碑
主要产品
• 可编程电子系统（PES）：
主要产品
A1系列---A1/A1 digital（AK4/SIL2）
Welcome on HIMA Training Center
欢迎体验黑马
值得信赖的安全性、可用性和可靠性
2019/4/17
HIMA CHINA
3
HIMA Paul Hildebrandt GmbH + Co KG
Brü hl . Mannheim . Germany
HIMA（Shanghai）Safety System Co., Ltd.
10
里程碑
亚洲及太平洋地区
总部：马来西亚 的吉隆坡 澳大利亚 韩国
主要产品
应用领域
参考项目
中国（北京/ 上海/沈阳）
全球网络
印度 印度尼西亚 伊朗 泰国 科威特
亚太地区
2019/4/17
HIMA CHINA
11
2019/4/17
HIMA CHINA
12
第一部分
安全控制系统的理念
有关SIS系统的几个概念
里程碑
炼油、 化工、 石油化工、
主要产品
海上油气开采以及钢铁、电力 等行业的: 紧急停车系统(SIS)；
应用领域
参考项目
火气保护系统(F&G)； LNG保护系统
全球网络
高压保护系统(HIPPS)； 燃烧炉控制系统(BMS)； 油/气长输管线监测；
亚太地区
系统分布
反应器控制等。*
2019/4/17
HIMA CHINA
亚太地区
齐鲁石化公司第二化肥厂（SIS）；
齐鲁石化苯乙烯装置（SIS）；
系统分布
齐鲁煤气化装置（SIS）。*
2019/4/17
HIMA CHINA
8
参考项目
里程碑
中海油渤海公司海上采油平台QK18-2 （SIS，F&G）； 兰州乙烯装置（SIS）； 茂名乙烯装置（SIS）；
主要产品
应用范围
上海（拜尔）聚合物有限公司（BMS， HIPPS）； BP 赛科（SECOO）90万吨乙烯联合 （SIS,F&G） 36套系统108个机柜 BASF 漕泾THF/PolyTHF(SIS)
2019/4/17 HIMA CHINA 17
本质&结构安全
• 其区分为SIS系统在SIL3/AK6时有无故障 修复时间限制（即在系统故障时，有无倒 计时安全时间限制）的SIS系统。本质安 全的系统是具有优先级的三级控制； • 结构安全的系统在组态为SIL3/AK6（即 系统的平均无故障概率达到99.9-99.99%） 的安全等级时，其系统必须在软件组态时 填写故障修复时间。需要说明的是这种限 制在组态成SIL2/AK4时，就不复存在。
7
参考项目
里程碑
辽化催化重整（SIS); 南京惠生甲醇（SIS);
主要产品
兖矿煤气化（SIS);
胜利油田炼油厂（SIS）；
应用领域
正和加氢焦化（SIS)； 东明加氢焦化催化裂化（SIS);
参考项目
湛江炼油厂（SIS）； 京博重油催化（SIS);
全球网络
海科重催（SIS)； 山东海化苯乙烯装置（SIS)；
2019/4/17
HIMA CHINA
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系统/装置的安全等级
Safety Classes SC
Microcomputer in the Safety Technology (TÜV) 5 2 1 (<10 -1; <10-5 h-1) 4 3 4 3 5 6 2 7 1 8 4 (<10 -4; <10-8 h-1) 3 (<10 -3; <10-7 h-1) 2 (< 10 -2; <10-6 h-1)
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Safety Integrity Levels (SIL)
SAFETY INTEGRITY LEVEL PFD AVERAGE RANGE (PFD=Probability of Failure on Demand) SAFETY AVAILABILITY RANGE
参考项目
全球网络
扬巴苯乙烯（SIS） 镇海100万吨乙烯联合装置
亚太地区
目前，共有 20000 多套在世界各地运
系统分布
行。*
2019/4/17
HIMA CHINA
9
里程碑
全球网络
主要产品
应用领域
参考项目
全球网络
亚太地区
系统分布
美洲 欧洲 中东和非洲 亚洲及太平洋地区
2019/4/17
HIMA CHINA
HIMA Paul Hildebrandt GmbH + Co KG
HI-Quad 安全技术的成熟理念
在中央单元（CU）上设置了双CPU； 一个中央单元即可满足安全等级 AK6/SIL3 CU之间的通讯由高速 双口RAM（ DPR） 来完成； 2oo4/QMR 结构 (Quadruple Modular Redundant)； 最大的实用性和冗余容错结构 （全冗余、两级容错）；
Requirement Classes RC(AK)
Safety Integrity Level SIL
DIN V 19250
1
IEC 61508
2019/4/17
HIMA CHINA
28
第二部分
HIMA的安全控制系统
2019/4/17
HIMA CHINA
29
H41q/H51q 安全控制系统
提高生产力的关键
安全技术交流
2019/4/17 HIMA CHINA 1
交流提纲
• HIMA简介（10分钟） • 安全理念：IEC61508，SIS（20分钟） • HIMA系统介绍：H41/51q（60分钟）
休 息 • 安全连接设备（20分钟） • 安全（冗余）通讯（10分钟）
2019/4/17 HIMA CHINA 2
2nd I/O BUS
19
重化&冗余
• 需要明确的是重化就是重化，冗余就是冗 余，不能混为一谈。 • 二重化(1oo2)、的，即没有优 先级的表决系统，统称为结构安全设计； • 冗余是为实现控制元器件功能上的独立对 等而开发的，其目的是不停车，即可用性。
2019/4/17
HIMA CHINA
31
中央单元（CU）模件 F 8650E - F 8653E
在每个CU 模件上有两个CPU和硬电路比较器；
AK6/SIL3安全等级； 100%兼容功能；
1、SIS和ESD 2、SIS、PLC和DCS 3、安全性和可用性 4、安全系统必须有TÜV的安全证书、 认证报告和安全手册 5、本质和结构安全 6、重化和冗余 7、热备、冷备和在线 8、本安回路和安全回路
2019/4/17 HIMA CHINA 14
SIS & ESD
• SIS---Safety Instrumented System (用安 全仪表装备的系统);包括ESD以及与之 配套的传感器和执行元件等, 用户的接 口设备,如安全栅、继电器、信号分配 器等可以考虑在SIS系统中。