安全控制系统（SCS）系列：Emerson DeltaV SIS (用于石油和天然气行业)_（4）.DeltaV SIS硬件配置与选型.docx

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DeltaVSIS硬件配置与选型

硬件架构概述

EmersonDeltaVSIS（SafetyInstrumentedSystem）是专门为石油和天然气行业设计的安全控制系统。它的硬件架构设计旨在确保系统的高可靠性和高性能，以满足严苛的安全要求。DeltaVSIS系统包括多个组件，如安全控制器、I/O模块、通信模块、电源模块等。这些组件共同构成了一个完整的安全控制解决方案。

安全控制器

安全控制器是DeltaVSIS系统的核心组件，负责处理安全逻辑和控制指令。它通常采用三重模块冗余（TMR,TripleModularRedundancy）设计，以提高系统的可靠性和可用性。TMR设计意味着在控制器内部有三个独立的处理模块，每个模块都能独立执行相同的逻辑处理。通过比较三个模块的输出结果，可以确保系统的正确性和可靠性。

选型指南

在选择安全控制器时，需要考虑以下因素：

安全完整性等级（SIL,SafetyIntegrityLevel）：根据系统的需求选择符合相应SIL级别的控制器。例如，对于SIL3级别的应用，需要选择支持TMR设计的控制器。

处理能力：选择能够满足系统处理需求的控制器。处理能力通常由处理器速度、内存大小和I/O点数决定。

环境适应性：考虑控制器在恶劣环境中的适应能力，如高温、低温、高湿度和高振动等。

维护和支持：选择有良好维护和支持服务的控制器，以确保系统的长期稳定运行。

I/O模块

I/O模块用于连接现场设备和安全控制器，实现信号的采集和输出。DeltaVSIS系统提供了多种类型的I/O模块，包括数字输入模块、数字输出模块、模拟输入模块和模拟输出模块等。

选型指南

在选择I/O模块时，需要考虑以下因素：

信号类型：根据现场设备的信号类型选择相应的I/O模块。例如，数字信号选择数字输入/输出模块，模拟信号选择模拟输入/输出模块。

通道数量：选择能够满足系统需求的通道数量。例如，如果系统需要连接16个数字输入信号，选择16通道的数字输入模块。

安全认证：确保选择的I/O模块符合相应的安全认证，如SIL认证。

环境适应性：考虑I/O模块在恶劣环境中的适应能力，如防尘、防水、防爆等。

通信模块

通信模块用于实现系统内部和外部的通信，确保数据的高效传输。DeltaVSIS系统支持多种通信协议，如HART、MODBUS、PROFIBUS等。

选型指南

在选择通信模块时，需要考虑以下因素：

通信协议：根据系统需求选择支持相应通信协议的模块。例如，如果系统需要与HART设备通信，选择HART通信模块。

通信速率：选择能够满足系统通信速率需求的模块。

网络拓扑：根据系统的网络拓扑结构选择合适的通信模块。例如，选择支持环形网络或星形网络的模块。

环境适应性：考虑通信模块在恶劣环境中的适应能力，如抗干扰、抗电磁干扰等。

电源模块

电源模块为整个系统提供稳定可靠的电源供应。DeltaVSIS系统提供了多种电源模块，包括冗余电源模块和非冗余电源模块。

选型指南

在选择电源模块时，需要考虑以下因素：

电源类型：选择适合系统需求的电源类型，如直流电源或交流电源。

功率需求：根据系统的功率需求选择合适的电源模块。例如，如果系统需要10A的电源供应，选择10A的电源模块。

冗余设计：对于关键应用，选择冗余电源模块以提高系统的可靠性。

环境适应性：考虑电源模块在恶劣环境中的适应能力，如高温、低温、高湿度等。

硬件配置示例

系统需求分析

假设我们需要为一个石油和天然气生产设施配置一个DeltaVSIS系统。该设施需要监控和控制以下设备和参数：

气体泄漏检测器：8个数字输入信号。

紧急关断阀：6个数字输出信号。

温度传感器：4个模拟输入信号。

压力传感器：4个模拟输入信号。

通信需求：与HART设备通信，支持MODBUS协议。

配置方案

基于上述需求，我们可以选择以下硬件组件：

安全控制器：DeltaVSISTMR控制器，满足SIL3级别的安全要求。

I/O模块：

1个16通道数字输入模块

1个16通道数字输出模块

1个8通道模拟输入模块

通信模块：

1个HART通信模块

1个MODBUS通信模块

电源模块：

1个10A冗余电源模块

硬件连接图

++

|DeltaVSISTMR|

|控制器|

++

|I/O通道

++++

|16通道数字输入模块|16通道数字输出模块|8通道模拟输入模块|

++++

|8个气体泄漏检测器|6个紧急关断阀|4个温度传感器|

|