21年前，前苏联切尔诺贝利核电站爆炸事件的发生曾一度将这样的画面定格在人们的脑海中：数十米高的火柱伴随着沉闷的爆炸声，吞噬着整个大地。2006年，我国吉化爆炸事件给环境和周边人们的生活带来了巨大影响。这样的生产事故在全球各地不断地上演，人们对安全生产的渴望和要求也在不断提高，因此应运而生了很多安全产品和生产规范。在生产工艺复杂、危险性高的过程行业中，安全仪表系统（SIS）产品成为近年来被普遍采用的安全生产产品。

功能安全规格 历久弥新

在人类利用文明改造自然的历程中，也在为自己的无知饱尝艰辛。在一次次吸取教训之后，更为先进的技术、产品和更为合理的规范、标准相继出台。功能安全规格的产生和发展正是由于我们经历了一系列的生产事故，如图1。功能安全规格的意义在于从法律上要求危险物品经营者具有实施风险评估与寻求适当对策的义务，从而减少故障后的事故发生概率，降低事故发生后的损失。其结果是在重要的风险降低上，引进具有SIL认证的安全系统成为通常的做法。SIL即安全完整性等级，用来评估设备的安全性。安全完整性等级根据安全仪表系统正常工作的可靠性，分别用SIL1~4的4个安全等级，数字越大表示设备的安全级别越高。进行安全完整性等级的评估，没有安全仪表系统是无法实现的。

安全仪表系统 方兴未艾

随着工艺技术的日益发展和日趋成熟，石油化工装置的规模日趋大型化，设计操作指标离安全临界点越来越近，造成发生危险的可能性增加。在石油化工行业发生的重大事故中，大部分源于误操作，为了在误操作的情况下仍能保证装置的安全，必须引入安全系统。自动控制系统可分为基本控制系统BPCS和安全连锁系统SIS。BPCS其作用是执行基本生产控制功能以达到生产过程的操作要求；SIS的作用是监视控制系统的状态，判断危险条件，防止风险的发生或者减轻风险造成的后果。SIS（Safety Instrumented System）也称安全连锁系统Safety Interlocks System和紧急停车系统Emergency Shutdown System，SIS通常由传感器Sensor，逻辑求解器Logic Solver以及最终执行原件Actuator组成。由图2所示，BPCS与SIS的共同作用，促成工厂在自动控制系统的监控下稳定、正常的发展。

发展历程

如今被普遍采用的安全仪表系统从20年前发展至今，技术和功能也日趋完善。从80年代前期紧急停车装置、连锁装置的3重化控制器（TMR），到后来围绕结构的争论（TMR vs 2重化 or QMR）成为争论的中心。1998年 IEC61508出台，成为安全仪表系统的规范，之后包含传感器、Actuator在内，整个回路被要求实现功能安全，获得SIL认证的现场仪表登场。如今DCS生产厂商开始开发安全仪表系统，与DCS的集成作为一种优点，这样的系统开始被广泛关注。安全仪表系统与设备管理系统的集成，使集成管理现场仪表诊断信息、阀门的部分动作试验（PST）成为可能。

引进的益处

在企业生产中，引入安全仪表系统将带来诸多益处，包括降低工厂的故障风险，其与DCS或者仪表管理系统的集成，帮助防止紧急或非稳定时的误判断和误操作，从而对人身安全措施起到辅助、补充以及提升的作用；对于装置操作稳定方面，其冗余容错性可防止不必要的停车，从而实现更有效的操作；减少事故的发生概率，有效地确保了员工以及厂区附近居民的安全。

一个化工厂，通常应向一套装置设置层层保护，如下所示：

1 级：工艺过程设计；

2 级：基本调节，包括过程报警及操作员监视；

3 级：紧急报警，操作员监视并且手动干预；

4级：自动操作安全仪表系统SIS或紧急停车系统ESD；

5级：物理保护（泄压阀，爆破膜）；

6级：工厂紧急响应，所在社区紧急响应。

由此可见，从第二层到第四层的保护都是由仪表及自控系统来实现。而仪表系统的最后一层保护———SIS 或ESD 更是至关重要。它在事故和故障状态下（包括装置事故和控制系统本身发生的故障），使装置能够安全停车并处于安全模式下，从而避免灾难的发生，即避免对装置内人员的伤害及对环境造成恶劣的影响。假如事故超过了ESD跳闸水平，那么我们也只能求助于消防战士了（如图3）。

市场容量巨大

据ARC公司对安全仪表系统（控制器）的硬件、软件和服务为对象做的市场调查结果显示，2006年全球安全仪表系统的市场销售额达101.8亿美元，其中欧洲、非洲及中东地区达49.5亿美元，亚洲地区的销售额为24.9亿美元。与2004年的市场调查相比，安全仪表系统的市场规模及增长率都持续增长。

无缝集成 服务至上

2007年11月21日，横河电机株式会社IA事业部工业自动化系统业务总经理赤井创先生出席了在北京举办的2007年首届国际安全生产及安全监控技术与装备展览会，并做了题为《安全仪表动向》的演讲，其中介绍了横河电机公司的SIS产品ProSafe-RS的发展及特点。

？：请您介绍一下贵公司ProSafe-RS产品的发展？
赤井先生：横河公司安全系统ProSafe系列产品从1997年就已经开始推向市场进行销售，随后我们的差压变送器（2003年）、温度变送器（2006年）先后取得SIL认证。2005年2月，ProSafe-RS正式开始销售。在与阀门生产厂家进行合作后，以PRM－ProSafe-RS－阀门定位器构成，实现遮断阀的部份动作试验。

？：ProSafe-RS产品在全球的销售情况如何？截至到目前，在中国市场销售了多少套？
赤井先生：ProSafe-RS产品自推出以来，销售状况非常好。到目前为止，全球已经销售了240套，其中在中国市场销售了19套。

？：请您介绍以下ProSafe-RS产品有哪些特点和市场竞争力？
赤井先生：安全仪表系统是保证设备安全运行不可或缺的系统，ProSafe－RS作为横河公司自己研发出的安全仪表系统，主要应用于紧急停车系统（ESD）、过程停车系统（PSD）、火气系统（F&G）和燃烧管理系统（BMS）等领域。ProSafe-RS是一种运行在DCS控制系统硬件平台上的系统，它增强了过程工业整体的安全环境并提供集成解决方案。通过冗余配置，可以进行CPU、I/O模块的在线更换，实现高可用性。

此外，ProSafe-RS实现了与CENTUM CS300控制系统真正的无缝集成。ProSafe-RS可通过共用网络与CS 3000连接，根据相关标准的要求，安全与控制功能完全分离。安全功能由安全控制站（SCS）实现，而控制功能由CS 3000现场控制站（FCS）实现。由于两个系统应用于同一过程，使用同一高速信息总线（Vnet-IP）。CS 3000用户可以在CS 3000人机界面站（HIS）上同时监控来自两个系统的信息，如位号、报警和事件等。允许DCS操作者在正常的工厂运行条件下查看SIS信息，这样可以减少错误，间接提高过程的安全性。

另外，遍布全球的服务网点为客户提供365天24小时的服务也是我们的最大优势。使用户无论在世界的任何地方，都能得到同样的技术和服务。
总之，横河不是一个独立产品的供应商，而是解决方案的提供者。

？：您认为SIS产品的未来发展方向是什么？
赤井先生：一方面，达到更高的安全等级是SIS产品的技术发展方向，但这并不是我们目前的工作重点。现在我们的主要精力和研究方向是SIS与PRM（Plant Resource Manager）的集成。作为在线集中自动化资产管理系统，PRM可帮助操作人员和维护人员防止停机、降低维护成本。SIS与PRM的集成将使企业生产更安全、资产更优化。另外，SIS系统与现场总线技术的融合也是我们的技术研发方向。