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10 普通PLC和安全PLC的区别 普通PLC和安全PLC的区别 普通PLC和可以作为ESD控制部分的安全PLC的主要区别是：普通PLC不是按故障安全型设计的，当系统内部元件出现短路故障时，它并不能检测到，因此其输出状态不能保证系统回到预定的安全状态。这种PLC只能用于安全度等级要求低的场合。现以输出电路为例予以说明。 图11是普通PLC DO卡示意图。 图11 普通PLC DO卡示意图 +24VDC 来自CPU的控制信号 接负载，如电磁阀 0V DC 1 2 普通PLC DO卡 当1、2两点短路时，来自PLC的控制信号将不起作用（失效），电磁阀将一直处于带电（励磁）状态，即需要联锁动作（电磁阀释电停车）时，由于此故障的存在而拒动，其输出不能保证处于安全停车状态。这就是违背了故障安全（Fault to Safety）的原则。 当1、2两点开路时，将导致误动作而停车，同样会带来损失。可见，这种普通PLC的DO卡输出电路的安全性和可用性都是不高的。 图12 安全性单容错DO卡示意图 “与” 看门狗 中央 处理器 +24VDC 状态信号 控制信号 状态信号 接负载，如电磁阀 0V DC 安全性单容错DO卡 图12所示为一种带有安全性单容错的DO卡示意图（它是Honeywell SMS FSC-101型输出示意图）。 这里，中央处理器不仅向串联的场效应管（FET）发出控制信号，而且还接受来自场效应管的状态反馈信号，以便对其输出进行全面测试。当测得某管输出发生短路时，中央处理器即启动纠错动作，隔离相关的故障。看门狗（Watch Dog）是个多通道的计时器电路。它由中央处理器和内存等周期性地触发，如果两个触发之间的时间小于某设定值或者大于某最大值，则看门狗的输出将失效。同时看门狗还能监视内部工作电压，使之在正常的电压范围内。 普通PLC和安全PLC的区别 以上仅是DO卡上的差别。作为安全PLC，至少应具备以下几点： 满足相关安全标准规范要求，且经过权威机构认证，取得了相应安全等级证书； 在硬件和软件上采用冗余、容错措施，具有完善的测试手段，当检测到系统故障，特别是危险故障时能使系统回到安全状态； 能进行系统故障报警，指示故障原因、故障位置，便于在线维护； 能与DCS或其它设备进行通讯。 11 工艺过程风险的评估及安全度等级的评定 工艺过程风险的评估及安全度等级的评定 不同的工艺过程（生产规模、原料和产品的种类、工艺和设备的复杂程度等）对安全的要求是不同的。一个具体的工艺过程，是否需要配置SIS、配置何种等级的SIS，其前提应该是对此具体的工艺过程进行风险评估，要进行危险及可操作性分析（HAZOP），然后辨识出 与此分析相应的安全仪表功能（SIF),（找到一个安全仪表连锁回路），再根据风险出现的频率和其产生的严重后果，找到一个与此SIF相应的SIL值，在确定了某个安全仪表功能的完整性等级（SIL）之后，再配置与之相适应的SIS。表1-3可以看出，若某工艺过程的所需SIF经评定后为SIL 2，则配置达到AK4的SIS即可，其响应失效率（PFD）为百分之一至千分之一之间。 工艺过程风险的评估及安全度等级的评定 应该注意的是不同安全级别的SIS，只能确保响应失效率（PFD）在一定的范围内，安全级别越高的SIS，其PFD越小，即发生事故的可能性越小，但它不能改变事故造成的后果。因此，工艺过程安全完整性等级的评定是一项十分重要的工作。但目前我国尚无如何评定安全完整性等级的标准和规范。国际、国外标准中提供了某些评定方法。下面介绍的风险矩阵（RISK MATRIX）评估方法可供参考。 这种方法以工艺过程事故出现的频率（可能性）及其危害程度（严重性）为风险评估的指标，并对频率和危害程度人为量化为若干级，作出矩阵表（见表3）。以此确定工艺过程度安全完整性等级。 表3 风险矩阵 频率 危害程度 很低 （20年以上） 低 （4～20年） 中 （0.5～4年） 高 （0～0.5年） 轻微 － DCS报警 DCS联锁 DCS联锁 轻 DCS报警 DCS联锁 SIL1 SIL2 中 DCS联锁 SIL1 SIL2 SIL3 大 SIL1 SIL2 SIL3 SIL4 重大 SIL2 SIL3 SIL4 SIL4 风险矩阵 表3中频率分级的年限（多少年出现一次）考虑了采用DCS进行监视、控制以及正常操作规程等对于降低事故出现频率的贡献，但不考虑ESD的存在。 表3中危害程度从经济损失、人身伤害和环境危害三个方面予以量化。如表4所示。