五、安全控制系统项目实例
　　5.1项目概述
　　新昌源化工江苏有限公司20万吨／年粗苯加氢ESD系统项目的实施周期为2009年10月至2010年4月。设置此安全控制系统的目的是为了保障粗苯加氢装置的安全生产，降低恶性事故的发生概率，减少计划外停车，避免重大人身伤害、设备损坏和经济损失的事故发生。为此，在主控室配备了独立于过程控系统DCS的两台互为备用的ESD操作站(其中一台兼作工程师站)，以及ESD专用报警打印机一台。
　　5.2系统配置
　　本ESD使用的是西门子SIMATICS7-4OOF/H系统，它是以冗余及容错技术为基础的故障安全控制系统。一旦工艺上的安全联锁条件具备或者任何系统内部故障发生时S7-400F/H就立即进入一种安全工作状态，即保持在一种安全工作模式上，从而保证操作人员、设备、环境和生产过程处于安全状态。
　　S7-400F/H提供了全系统的冗余，包括CPU、可带电插拔的故障安全专用1/O卡件、通讯模块、电源和网络。
　　S7-400F/H控制站型号为AS414-F/H套件，它是由两套中央控制器组成，且内置有冗余模块，通过两个光纤通讯口互相连接。在系统正常运行过程中，当某个中央控制器出现故障时，另一个中央控制器自动接管所有工作，保证系统继续正常运行。
　　作为一个整套的安全控制系统解决方案，输入输出信号卡件也选用了西门子ET-200M故障安全专用I/O卡件，其所有卡件具有带电热插拔功能。可靠性高、组态灵活、使用方便，具有很好的在线维护性。控制站可通过基于Profibus-DP通讯协议的Profi-Safe网络与其连接。
　　电源冗余由系统供电和现场设备供电两方面组成。控制站通过系统配置的双冗余电源供电(每块CPU均配备两个电源模块，可根据安全要求分别接人两路电源如：一路UPS，一路市电)。且当其中某一电源发生故障时，不必停机就可更换备用电源。对于现场设备而言，本系统选用的西门子SITOP直流电源也采用了冗余设计，允许两个直流电源并联使用，将所有配置的直流电源并联后再通过ET200M分布式I/0模件向现场供电。在系统运行过程中，当其中某一台直流电源发生故障时，并联的直流电源还能保证足够的功率输出，也不会影响备件更换。
　　控制站与上位机的通讯使用了冗余的以太网，两个操作站分别通过两个赫斯曼工业交换机与两个CPU套件上的以太网模块相连接，确保了通讯的万无一失。
　　5.3系统组态和编程
　　ESD系统配置的工程师站对整个S7-400F/H系统进行组态。其操作系统采用WindowsXP，并且采用了集成的全局数据管理和统一的组态工具。这个组态工具就是SIMATIC程序管理器，它采用了现代化的软件体系结构，对项目进行管理、处理、归档和建立文件。在软件开发方面，采用了面向对象的技术。在项目管理上，以系统硬件和工艺过程两个不同的视角，同时进行管理。在SIMATIC程序管理器下，有多种组态工具可以使用，无论采用何种组态工具，生成的组态数据都自动存到同一的数据库中。
　　本项目采用了西门子STEP7软件平台，编程语言工具为CFC(ContinuousFunctionChart连续功能图)和西门子F-Library软件功能库。CFC是一种简洁的图形组态工具，基于IEC-1131标准。使用CFC有助于节省时间费用，同时大大简化了系统的组态和维护。用CFC进行组态时是以功能块为基础的，系统配置了很多预编程的功能块。这些功能块以库的形式体现。每个功能块都有一个参数表，可根据实际工艺要求选择不同的参数。功能块在CFC中的连接直接用鼠标点接。每个CFC由6页组成。功能块之间的连接可以在不同的CFC之间不同的页面上进行，连接标记由系统自动标出。因此，采用CFC可以完成很复杂的大型控制任务。对于本项目来说，尤其适用于安全控制系统的编程，并且F-Library软件功能库需与CFC搭配使用。
　　上位机组态软件使用的是英维思WonderwareIntouch9.5版，通讯方式为OPC连接。Intouch使用较为广泛，且成熟可靠，无论对于系统开发人员，工厂使用人员和维护人员来说，都具有相当的可操作性和可维护性。在实际使用过程中确实也表现不错。
　　六、小结
　　现今国家大力提倡节能减排和安全生产的观念，对于安全控制系统来说，由于其结合了当下较为先进的自动化控制技术、故障诊断技术和软件技术，且具有可靠性高、操作简单、维护方便的特点，真正为工厂的安全生产提供了保障，进而也促进了节能减排的工作进展，为社会的和谐发展做出了贡献。