一篇文章幫你瞭解HiaGuard——中國的SIS-知識星球

HiaGuard概述

HiaGuard是和利時集團面向工業自動化安全應用開發的一套安全儀錶系統（SIS）。

該系統透過TÜV Rheinland Industrie Service GmbH認證，滿足IEC61508 /IEC61511中定義的SC3系統能力等級和SIL3安全完整性等級。依據IEC61508 /IEC61511 /IEC50156-1中要求，HiaGuard系統可應用於要求安全完整性等級為SIL3及以下的安全相關應用。

安全儀錶系統是由自身的軟、硬體以及操作平臺及現場儀錶（變送器、測量儀錶、電纜及執行機構等）組成的有機整體。系統中任何一個環節出現問題導致系統部分功能失效或引發控制系統故障，甚至導致生產停車等事故。

HiaGuard系統採用2oo3D架構，適用的應用包括緊急停車系統（ESD）、火氣監測系統（FGS）、燃燒爐管理系統（BMS）、緊急跳閘系統（ETS）、過程停車系統以及關鍵過程控制。

HiaGuard系統組成

HiaGuard的計算機系統由工程師站、操作員站、系統歷史站、通訊控制器及網路等組成，用以實現一個或多個安全功能的系統，確保裝置或獨立單元具有一定的安全度。每一採集站內的各I/O模組和主控模組透過控制網路連線起來進行通訊，各控制站、通訊模組、歷史站、操作員站和工程師站等透過系統網路連線起來，構成整個電腦保安系統。

系統結構示意圖

工程師站是為專業工程技術人員設計的，內裝有相應的組態平臺和系統維護工具。透過系統組態平臺生成適合於生產工藝要求的應用系統，具體功能包括：系統生成、資料庫結構定義、組態操作、流程圖畫面組態、報表程式編製等。而使用系統的維護工具軟體實現過程控制網路除錯、故障診斷、訊號調校等。
操作員站是由工業PC機、鍵盤、滑鼠、印表機等組成的人機系統，是操作人員完成過程控制監控管理任務的環境。
控制站是系統中直接與現場訊號互動的I/O處理單元，完成整個工業過程的實時監控功能，控制站可冗餘配置。
過程控制網路實現工程師站、操作站、控制站的連線，完成資訊、控制命令等傳輸，雙重冗餘設計。

HiaGuard系統特點

HiaGuard系統滿足IEC 61508 (2010)定義的SIL3安全完整性等級和SC3系統能力等級，適用於SIL3及以下安全完整性等級的低要求操作樣式的安全相關應用，如ESD、BMS、FGS、ETS等，應用領域集中在過程工業，如煉油、石化等，具有以下特點：

帶診斷的三取二架構（2oo3D）
物理上獨立，降低共因失效
安全狀態為“0”，即失電安全
提供豐富的硬體、軟體診斷措施
支援外部連線診斷
控制器之間、控制器與I/O模組之間均採用安全通訊協議
通訊模組內建防火牆功能
允許降級執行，採用3-2-0的降級樣式
系統側與現場側獨立供電
1+1的供電冗餘
系統可用率達99.999%
通道可容忍多重故障
I/O模組支援單獨配置和冗餘配置，單模組即可滿足SIL3
通訊模組支援冗餘配置
最快系統響應時間< 30ms
站內或站間SOE精度可達1ms
控制器中可儲存10,000條SOE記錄
支援LD、FBD程式語言（符合IEC 61131-3）

HiaGuard系統指標

組態軟體簡介

HiaGuard是和利時公司自主研發的工業自動化領域SIL3安全系統，其中，Safe
-AutoThink（簡稱Safe-AT）是本系統的控制邏輯組態軟體，即和利時公司專門為工業安全儀錶系統（簡稱SIS）而自主研發的工業控制策略組態軟體，屬於和利時AutoThink軟體家族。

Safe-AutoThink軟體是基於Windows平臺的程式設計工具，主要用於控制器演演算法程式設計，是聯鎖邏輯方案的開發平臺，是硬體配置和軟體程式設計的標準軟體包。

Safe-AutoThink主要具有以下功能及特點：

組態簡單直觀：採用樹形結構進行硬體配置、任務配置、使用者程式、資料等組態；
組態語言豐富標準：支援LD、FBD這2種程式語言，完全符合IEC61131-3標準；
組態指令豐富，支援多種資料型別；
支援圖形化的硬體模組配置和引數設定；
提供反編譯功能：系統自動執行此過程以驗證程式編譯的正確性，並且提供使用者編譯結果報告和請求確認是否透過組態驗證；
具有模擬除錯功能：透過模擬控制器的運算，實現線上的相關操作，並且模擬樣式下支援對變數的強制操作；
具有線上除錯及程式檢查等功能；
具有日誌功能：記錄與現場控制站通訊相關的下裝、執行、停止、除錯、離線等操作資訊；
具有許可權管理和密碼保護功能；
用工程來管理一個自動化系統的硬體和軟體。

實際定製工業控制的解決方案過程中，每一個控制站中要對應一個控制器演演算法工程，控制器演演算法工程包含了所要執行的聯鎖保護策略，即聯鎖邏輯演演算法。主要透過任務配置、硬體配置、程式建立、變數定義等實現演演算法的組態。使用者使用Safe-AutoThink軟體來完成控制演演算法組態的這一過程，可以稱之離線組態。在離線組態完成之後，透過本軟體對演演算法工程進行編譯，並將編譯生成的二進位制檔案下裝給Safe-AutoThink的現場控制站，然後在現場控制站中執行這些二進位制檔案，實現線上監視和保護功能。

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