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EmersonDeltaV：DeltaV安全系统集成教程

1EmersonDeltaV:DeltaV安全系统集成

1.1绪论

1.1.1DeltaV安全系统概述

DeltaV安全系统是Emerson过程管理的一部分，旨在为工业自动化环境提供高级别的安全保护。它通过集成安全仪表系统(SIS)与过程控制系统(DCS)，确保在异常情况下能够迅速、准确地执行安全关断或安全操作，从而保护人员、设备和环境免受损害。DeltaV安全系统基于IEC61508和IEC61511标准设计，能够满足各种安全完整性等级(SIL)的要求。

1.1.2集成安全系统的重要性

在工业生产中，安全系统与过程控制系统之间的集成至关重要。传统的安全系统与过程控制系统是独立运行的，这种分离的架构可能导致信息延迟、操作不便以及维护成本增加。DeltaV安全系统的集成则解决了这些问题，它允许安全系统与过程控制系统共享数据，实现更高效、更协调的响应机制。例如，当检测到异常情况时，安全系统可以立即与过程控制系统通信，执行必要的安全操作，同时记录事件并通知操作人员，从而提高整体的生产安全性和效率。

1.2DeltaV安全系统集成原理与内容

1.2.1安全仪表功能(SIF)的定义与实现

安全仪表功能(SIF)是DeltaV安全系统的核心，它定义了在特定条件下系统应执行的安全操作。SIF的实现通常包括以下步骤：

风险评估：确定潜在的危险场景及其后果，评估风险等级。

SIF定义：基于风险评估结果，定义需要的安全功能，包括触发条件、执行动作和SIL等级。

系统设计：设计满足SIF要求的硬件和软件架构，确保系统能够达到预定的SIL等级。

系统集成：将SIS与DCS集成，确保数据的无缝传输和操作的协调性。

测试与验证：对系统进行测试，验证其是否能够正确执行SIF，达到设计的安全要求。

1.2.2安全逻辑控制器(SLC)与过程控制器(PC)的集成

安全逻辑控制器(SLC)是DeltaV安全系统中的关键组件，负责执行SIF。它与过程控制器(PC)的集成是通过共享I/O模块和网络实现的。这种集成允许SLC直接访问过程数据，而无需通过额外的I/O模块，从而减少了响应时间，提高了系统的可靠性和安全性。

1.2.2.1示例：SLC与PC的数据交换

在DeltaV系统中，SLC与PC之间的数据交换是通过DeltaV数据高速公路(DeltaVDataHighwayPlus,DH+)实现的。以下是一个简单的示例，展示如何在SLC和PC之间配置数据交换：

###配置步骤

1.**创建DH+网络**：在DeltaV系统中创建一个DH+网络，确保SLC和PC都连接到该网络。

2.**定义数据点**：在SLC中定义需要与PC交换的数据点，例如温度、压力等过程参数。

3.**配置数据交换**：在SLC的配置工具中，设置数据点的通信属性，指定其在DH+网络上的地址。

4.**验证通信**：使用DeltaV系统中的诊断工具，验证SLC与PC之间的数据通信是否正常。

###代码示例

由于DeltaV系统的配置主要通过图形界面完成，这里不提供具体的代码示例，但以下是一个配置数据点的步骤描述：

1.打开DeltaVExplorer，选择需要配置的SLC。

2.在SLC的“Configuration”选项卡中，找到“DataLinks”。

3.点击“New”，创建一个新的数据链接，选择PC作为目标设备。

4.在新创建的数据链接中，添加需要交换的数据点，设置其通信属性。

1.2.3安全仪表回路(SIL)的评估与设计

安全仪表回路(SIL)的评估与设计是确保DeltaV安全系统有效性的关键步骤。它涉及到对每个SIF的SIL等级进行评估，然后设计相应的硬件和软件，以满足该等级的安全要求。

1.2.3.1示例：SIL等级评估

假设在化工生产中，有一个SIF是用于防止反应器超压的。在进行SIL等级评估时，需要考虑以下因素：

可能性：反应器超压的可能性。

后果：反应器超压的后果严重性。

现有保护措施：已经存在的安全措施，如压力释放阀。

基于这些信息，可以使用风险图或风险矩阵来确定SIF的SIL等级。例如，如果评估结果显示反应器超压的可能性为每年一次，后果严重性为重大，且没有有效的现有保护措施，那么可能需要设计一个SIL3等级的SIF来防止这种情况。

1.2.4安全系统与过程控制系统的协调

DeltaV安全系统与过程控制系统的协调是通过定义清晰的接口和通信协议实现的。这种协调确保了在正常操作和异常情况下，两个系统能够无缝协作，共同维护生产的安全和稳定。

1.2.4.1示例：协调机制

在DeltaV系统中，SLC和PC之间的协调机制