化工安全控制系统（SIS）系列：Siemens Simatic SISall.docx

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介绍

在化工工业中，安全控制系统（SIS）是确保生产过程安全的重要组成部分。SiemensSimaticSIS是一种广泛使用的安全控制系统，它通过集成的安全功能和模块化设计，为化工企业提供了一套可靠的解决方案。本节将详细介绍SiemensSimaticSIS的基本原理、系统架构、配置方法以及常见应用案例。

基本原理

安全完整性等级（SIL）

安全完整性等级（SIL）是衡量安全控制系统可靠性的标准。SiemensSimaticSIS支持多个SIL等级，包括SIL1、SIL2和SIL3。这些等级定义了系统在不同安全要求下的性能和可靠性。SIL1是最低等级，SIL3是最高等级。

安全逻辑控制器（SLC）

安全逻辑控制器（SLC）是SiemensSimaticSIS的核心组件。SLC负责处理输入信号，执行安全逻辑，生成输出信号以控制安全设备。SLC采用双重或三重冗余设计，确保在单个组件故障时系统仍能正常运行。

安全输入/输出模块（SIO）

安全输入/输出模块（SIO）用于连接现场设备，如传感器和执行器。SIO模块具有高可靠性和诊断功能，可以检测和报告故障，确保系统的安全运行。

通信网络

SiemensSimaticSIS支持多种通信网络，包括PROFIsafe和HART。PROFIsafe是一种基于PROFIBUS和PROFINET的安全通信协议，可以实现安全数据的可靠传输。HART协议则常用于过程控制设备的通信。

系统架构

硬件架构

SiemensSimaticSIS的硬件架构主要包括以下几个部分：

中央处理单元（CPU）：负责执行安全逻辑和控制任务。

输入/输出模块（I/O模块）：连接现场设备，采集输入信号和发送输出信号。

电源模块：为系统提供稳定的电源。

通信模块：实现系统与其它设备的通信。

接口模块：用于连接不同的现场总线和通信协议。

软件架构

SiemensSimaticSIS的软件架构主要包括以下几个部分：

安全配置软件：用于系统配置和编程，如SiemensSimaticSISPro。

安全数据库：存储系统配置和安全逻辑。

安全程序：实现安全逻辑的程序代码。

诊断和监控软件：用于系统运行状态的诊断和监控，如SiemensSimaticSISMonitor。

配置方法

系统配置

1.硬件配置

在进行硬件配置时，需要根据系统的安全要求选择合适的硬件组件。例如，对于SIL3系统，需要选择三重冗余的CPU和I/O模块。硬件配置的步骤如下：

确定系统需求：根据生产过程的安全要求，确定所需的SIL等级。

选择硬件组件：根据需求选择合适的CPU、I/O模块、电源模块和通信模块。

连接和配置：将选择的硬件组件连接到系统中，并进行相应的配置。

2.软件配置

软件配置主要包括安全逻辑的编程和系统参数的设置。使用SiemensSimaticSISPro软件可以方便地进行这些配置。

创建项目：在SiemensSimaticSISPro中创建一个新的项目。

配置硬件：在项目中配置硬件组件，包括CPU、I/O模块和通信模块。

编写安全逻辑：使用梯形图（LadderDiagram）或功能块图（FunctionBlockDiagram）编写安全逻辑。

编译和下载：编译安全逻辑程序，并下载到安全逻辑控制器中。

示例：创建一个简单的安全逻辑程序

假设我们需要创建一个简单的安全逻辑程序，用于控制一个紧急停车系统（ESD）。该系统在检测到气体泄漏时，自动关闭阀门并触发报警。

1.创建项目

首先，在SiemensSimaticSISPro中创建一个新的项目。

项目名称:ESD控制系统

项目类型:SiemensSimaticSIS

2.配置硬件

在项目中配置硬件组件，包括CPU、I/O模块和通信模块。

CPU:S7-400H

I/O模块:ET200M

通信模块:CP443-1

3.编写安全逻辑

使用梯形图（LadderDiagram）编写安全逻辑。假设我们有一个气体泄漏检测传感器（输入信号）和一个阀门控制输出（输出信号）。

//梯形图示例

//输入信号:I0.0-气体泄漏检测传感器

//输出信号:Q0.0-阀门控制输出

//输出信号:Q0.1-报警输出

//梯形图逻辑

|I0.0||Q0.0|

||||

|I0.0||Q0.1|

4.编译和下载

编译安全逻辑程序，并下载到安全逻辑控制器中。

//编译命令

SIS_Procomp