0 引言
隨著十一五規(guī)劃的實施，城鄉(xiāng)缺水將更加嚴重。我國人均水資源占有量只有世界人均水平的1/4。一方面國家撥巨資進行建設(shè)，到2010 年，將投入1 250 億元進行水廠擴建改建和污水治理及環(huán)境改造；另一方面由于老一套的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)模式，又存在嚴重的污染和浪費。綜觀當前國內(nèi)水工業(yè)市場，絕大多數(shù)是老企業(yè)，設(shè)備陳舊，工藝及供電設(shè)備老化，自動化水平低下，水耗、藥耗、材耗嚴重，先進控制技術(shù)極少采用。即使是近幾年來新建擴建改建的水處理工程，花了不少投資組建的FCS、DCS、PLC 監(jiān)控系統(tǒng)也不是名副其實的，不能進行網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控，造成許多資源白白浪費。更有許多處理廠站，存在先天性的不足，工藝設(shè)計不合理，工藝流程布局混亂，變電站遠離負荷中心，使得電力電纜和控制電纜太多太長。特別是水泵機組的配置不夠科學(xué)，使得給排水系統(tǒng)的電耗居高不下，噸水的單位電耗遠遠超過歐美、日本等國家。水工業(yè)的節(jié)能降耗到了刻不容緩的地步。水工
業(yè)各大系統(tǒng)節(jié)能降耗要做的文章太多了。要針對大量老水廠的技術(shù)改造和新水廠的節(jié)能降耗中的幾個關(guān)鍵技術(shù)難題，進行科學(xué)的分析研究并對每個水廠都要從實際情況出發(fā)，對水源供水做深入細致的調(diào)查分析，對水管的平差壓力必須做大量的科學(xué)的計算。一個大型的給水工程往往由1 個或2 個以上的取水泵站、幾個中間加壓泵站和綜合的凈配水廠組成。大、中型城市的供水系統(tǒng)，往往是多水源、多泵站、多管道、多用戶組成的。一個大型的水泵站，又是多臺機組并聯(lián)運行。裝機容量是按最不利的條件下，最大時流量和所需揚程來決定的。只有采用水泵機組變頻的無級調(diào)速技術(shù)，才能連續(xù)地改變各水泵機組的轉(zhuǎn)速，來變更水泵的工況，使其綜合的等效特性曲線適應(yīng)特定管網(wǎng)用水量的變化，維護管網(wǎng)的壓力恒定，最大限度地提高各水泵機組效率，達到理想的節(jié)能效果。
一個流程企業(yè)采用變頻調(diào)速技術(shù)，既是電氣傳動問題，也是一個綜合的自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的問題。過去設(shè)計時，對電氣的機械安全問題比較重視，但對網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的功能安全問題考慮的不夠。一個流程企業(yè)的調(diào)速裝置是最為重要的現(xiàn)場啟動設(shè)備，它本身的功能安全與否與系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)有直接的關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的功能安全好壞也直接影響到調(diào)速裝置的正常運行。變頻調(diào)速技術(shù)是一個多專業(yè)跨行業(yè)的高科技綜合體，與數(shù)字采集、數(shù)據(jù)信息傳輸、監(jiān)控組態(tài)軟件、現(xiàn)代的先
進控制技術(shù)、儀器儀表測控系統(tǒng)、電子技術(shù)、電氣傳動技術(shù)、流體技術(shù)、嵌入式技術(shù)、虛擬技術(shù)、微細的精加工技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、功能安全技術(shù)等多領(lǐng)域的高精尖科學(xué)技術(shù)緊密相聯(lián)。下面，就采用變頻調(diào)速技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的功能安全中必須解決的幾個主要問題，進行探討，希望同仁智士共同研討這兩大主題的破解之道。
1 節(jié)能降耗是水工業(yè)建設(shè)的永恒主題
節(jié)能降耗是水工業(yè)建設(shè)的永恒主題，是我們必須堅決執(zhí)行的基本國策?，F(xiàn)在用實例來論證我的觀點。
1.1 北京水源九廠大型靜水配水處理廠站變頻調(diào)速的實例介紹
北京水源九廠的送水泵房有4套西門子的變頻調(diào)速裝置，第三期又上了2 套羅賓康的電壓源型變頻調(diào)速裝置，現(xiàn)在6臺2 500 kW的調(diào)速水泵機組同時并聯(lián)運轉(zhuǎn)。日供水量為150萬m3/d，占了北京總供水量的2/3 之多，其節(jié)能降耗的成果非常顯著。順便提一下，與水泵機組一一對應(yīng)的變頻器只是提供不同速度下的電能量而已。
從上世紀80 年代開始，水工業(yè)市場真正步入了變頻調(diào)速時代。如北京水源九廠、深圳梅林水廠、深圳東湖泵站、北京第八水廠、長春第二水廠、上海原水公司，上海、廣州、重慶、成都、長春、武漢、昆明、石家莊、廈門、福州、東莞、天津、蘇州、沈陽、哈爾濱、西安自來水公司等幾百個大中小型水廠的配水泵房都選用了變頻調(diào)速裝置。水泵電機單機容量從200 kW到3 000 kW，采用了大容量的變頻調(diào)速裝置約2 000 臺以上，200 kW 以下容量選用變頻調(diào)速裝置的就更多了。
1.2 引英入連大型水源取水泵站變頻調(diào)速的實例介紹
東北市政設(shè)計院設(shè)計的供水工程水源泵站，2001 年正式投產(chǎn)，其供水能力為66 萬m3/d，共5臺2 800 kW 的臥式離心水泵，變速電機電壓為3 kV，其中4臺水泵機組選用Simovert MV電壓源型變頻器，采用三電平的磁場定向式矢量控制技
術(shù)，逆變側(cè)采用了高壓大功率全控器件IGBT，因為IGBT的開通和關(guān)斷過程都是連續(xù)可控的，無需附加其他電路，就能實現(xiàn)dv/dt 控制，減小了電機和變壓器上的dv/dt。由于采用了KTY84器件，可在線得到高精度的轉(zhuǎn)矩控制，Simovert MV 是一種可靠性較高的變頻器，4 年來一直運轉(zhuǎn)良好，其節(jié)電效果非常明顯：每年節(jié)電452 萬kW·h，按0.6元/kW·h計算，則每年均能省電費536 萬元。而取水泵站的全部調(diào)速裝置投資為800 萬元，不到2年，就收回了基建投資。
1.3 南水北調(diào)各輸水泵站工程變頻調(diào)速的大量選用
北京市田村山水廠和石化供水取水泵站改擴建工程均為南水北調(diào)工程的的重要配套項目之一，6 kV 中壓水泵機組均選用西門子電壓源型的高壓變頻器，根據(jù)用戶的實際需要，進行在線的變速監(jiān)控。其他各輸水泵站也都選用西門子等公司的變頻器作為節(jié)能降耗的主要措施。
南水北調(diào)中線工程北京段惠南莊泵站，工藝流程特點是揚程變幅大、工藝復(fù)雜、大流量高揚程，共安裝8 臺離心泵，單機功率7 300 kW，工作方式是6工2 備。如果采用變臺調(diào)節(jié)流量，水泵長期偏離設(shè)計工況運行，因而長期低效率，能耗不斷
提高，還將引起嚴重汽蝕，極易產(chǎn)生諧振，破壞力極大的水錘現(xiàn)象也會不斷出現(xiàn)。為了保證泵站的長期安全平穩(wěn)、高效率運行，最大限度節(jié)約能耗，并在網(wǎng)絡(luò)上能安全的遠程監(jiān)控和在線的即時診斷，經(jīng)過科學(xué)的計算和分析，8 臺離心泵全部采用高性能的綠色環(huán)保型的中壓變頻調(diào)速裝置。
二級壩泵站是南水北調(diào)東線一期工程的第十級抽水梯級泵站，位于山東省微山縣南四湖中部。
泵站共安裝5 套燈泡貫流泵機組（其中備用1套），采用同步電動機驅(qū)動，單臺電動機功率為1 650 kW。泵站的設(shè)計流量為125 m3/s，年運行時間為4 364 h，泵站平均凈揚程1.99 m。采用高壓變頻器調(diào)速運行，實現(xiàn)水泵在各種運行工況下高
效率工作。電動機采用變頻啟動，額定功率為1 650 kW，額定同步轉(zhuǎn)速為115.4 r/min。為保證在泵站揚程范圍內(nèi)，水泵能安全可靠地起動，并能連續(xù)安全、平穩(wěn)、高效運行，不出現(xiàn)共振等異常工況（包括各種過渡工況），泵站調(diào)速運行是十分必要的，也是唯一的選擇，同時，采用變頻器調(diào)速是本泵站調(diào)速的首選方案。
1.4 變頻器在水利行業(yè)大型泵站節(jié)能降耗改造項目中的廣泛運用
全國的水利行業(yè)大型泵站有383 處，2 663座，共16 360臺水泵機組，合計448.88 萬kW。納入“十一五”改造的大型泵站共計318 處，1 514座，10 649臺機組，共計375.69 萬kW。全國水利行業(yè)為了提高效益，除了選用高效的優(yōu)質(zhì)泵和閥門之外，采用高效的調(diào)速裝置是當務(wù)之急。采用雙速電機，運行雖然可靠，但設(shè)備造價高；采用液力耦合器，低速時效率很低，調(diào)速范圍小，因而節(jié)能有限；采用變頻調(diào)速，可以平滑的無級調(diào)速，運行可靠，節(jié)能降耗效果最高。21 世紀是IT技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的時代，所以對大型的水利泵站的改造起點要高，要抓住這個大好時機，盡快提升泵站技術(shù)的裝備水平，提高泵站的競爭力。西門子和ABB 等公司的變頻調(diào)速裝置，已經(jīng)成功的運用在國內(nèi)外許多大型的排灌泵站或流域調(diào)水工程之中，節(jié)省了大量能源，優(yōu)化了工藝運轉(zhuǎn)條件。各網(wǎng)站雜志媒體有大量報導(dǎo)，有很好的節(jié)能降耗作用，這里不再重復(fù)。
1.5 變頻器在各種大中小型電廠給水排水設(shè)備節(jié)能降耗的改造項目中的廣泛應(yīng)用
重慶合川雙槐電廠（2伊300 MW）工程，水源取自渠江，該江水位變化較大，枯水期與洪水期的水位變幅達30 m 左右，取水口水壓因水位落差的變化也隨之發(fā)生較大改變，取水量也相應(yīng)發(fā)生變化。
為了保證取水管道的流量處在一個比較穩(wěn)定的范圍值內(nèi)，取水泵則需隨著取水口水位的變化頻繁起停，造成取水管道壓力變化較大，而且電機運行效率極低。取水口水位越高，管道壓力就越高，調(diào)節(jié)閥門開度越小，電能損失就越嚴重。為了降低取水泵的單耗，節(jié)約運行成本，某院對2 臺江邊取水泵（功率400 kW，電壓等級6 kV）采用高壓變頻調(diào)節(jié)控制。
負荷率比值按0.752 計算，扣除變頻器的耗電量4豫P（變頻器功率），每臺電機年運行小時數(shù)按5 500 h 考慮，單臺電機運行一年可節(jié)約的電量為519 411.2kW·h，電費按0.50 元/kW·h 計算，每臺泵一年節(jié)約電費為259 705.6 元，一年可節(jié)約運行成本26 萬元。采用變頻調(diào)速后，實現(xiàn)了軟起動，運行十分平穩(wěn)；消除了對電網(wǎng)和機械設(shè)備的沖擊效應(yīng)；降低了設(shè)備維護保養(yǎng)費用；降低了噪音；延長了設(shè)備的使用壽命；提高了系統(tǒng)運行質(zhì)量；因而具有良好的社會和經(jīng)濟效益。
1.6 變頻器在城市雨污水排放泵站中的節(jié)能降耗改造項目中的廣泛應(yīng)用
前幾年，上海市某污水排放泵站，采用了6 臺1 000耀1 600 kW變頻器，電壓6 kV。由于無法預(yù)測污水排量的實際數(shù)值，設(shè)計專家們選用了同一容量和型號的多臺水泵，選中美國羅賓康公司的中壓電壓源型變頻器。這種電壓源型變頻器，功率因數(shù)在0.95 以上，效率高達97%，諧波電流總失真<2%，采用低壓的IGBT器件，可靠性高，技術(shù)成熟。模塊化設(shè)計，維護簡單，圓滿地解決了變化無常的污水排量問題，收到了很好的節(jié)電效果。
1.7 變頻器在污水處理廠節(jié)能降耗改造項目中的廣泛應(yīng)用
SBR 反應(yīng)池是一種按間歇進水、間歇出水、變?nèi)莘e、完全混合、靜置沉淀、厭氧原缺氧原好氧順序發(fā)生的循環(huán)活性污泥反應(yīng)器。SBR系統(tǒng)的運行是周期性的循環(huán)操作，操作模式由控制軟件選擇指定，運行方式的調(diào)整通過調(diào)整軟件的基本參數(shù)即可實現(xiàn)，具有高度的可控性和靈活性。針對SBR工藝設(shè)計的這種曝氣系統(tǒng)，采用變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)羅茨鼓風(fēng)機風(fēng)量，取消了節(jié)流裝置，使進入曝氣池的空氣壓力及流速穩(wěn)定，在使用上也可以達到十分理想的效果，避免了使用空氣調(diào)節(jié)閥帶來的調(diào)節(jié)范圍線性度較窄的弊端，以及在空氣調(diào)節(jié)閥上的能量損失。風(fēng)機采用變頻調(diào)速可方便地從低速啟動，啟動平穩(wěn)，啟動電流小。對風(fēng)機來說降低轉(zhuǎn)速的同時，噪音也大幅度降低。
2 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)功能安全控制和過程標準控制設(shè)計
安全生產(chǎn)己經(jīng)成為提高生產(chǎn)效率的必要條件。安全控制就是要控制風(fēng)險，提高生產(chǎn)效率，是最好的節(jié)約成本。工程設(shè)計中只考慮控制功能，不考慮監(jiān)控系統(tǒng)的功能安全的工程設(shè)計，是一個不完整的設(shè)計，是不合格的設(shè)計。
2.1 關(guān)于IEC61508標準及機械安全標準的發(fā)展介紹
IEC61508標準引入了安全完整性（Safety In原tegrity）的概念，即在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，安全相關(guān)系統(tǒng)成功實現(xiàn)所要求的安全功能的概率。針對安全完整性的要求，我們做工程設(shè)計時必須預(yù)計到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的危險模式的失效概率。這里有兩種模式，一是按設(shè)計功能的平均失效概率（即低要求的操作模式），如表1 所列；另外是按每小時的危險失效概率（對于高要求和在網(wǎng)絡(luò)
上連續(xù)操作模式），如表2所列。

由表可知SIL4 是最高的，SIL1 是最低的。
IEC61508 標準要求從全生命周期的各個階段的風(fēng)險評估出發(fā)，從網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的角度采取各種措施來降低各個階段的風(fēng)險至可以允許的范圍內(nèi)；即從硬件和軟件的功能安全要求、安全完整性要求、目標失效模式分析、系統(tǒng)診斷覆蓋率、測試和證實等全方位的綜合考慮。
什么是功能安全（Functional Safety）呢？即與EUC 和EUC 控制系統(tǒng)有關(guān)的整體安全的組成部分，它取決于E/E/PE 安全相關(guān)系統(tǒng)，其他技術(shù)安全相關(guān)系統(tǒng)和外部風(fēng)險降低設(shè)施功能的正確行使。
前期的功能安全主要采用機械的（如行程開關(guān)）或電磁的技術(shù)（如電磁繼電器），隨著電子技術(shù)、微電子技術(shù)、和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)等可靠性技術(shù)的迅猛發(fā)展，使用電氣/電子/可編輯自動控制器等相關(guān)技術(shù)組成的安全相關(guān)系統(tǒng)在安全解決方案中使用的越來越多。2002 年，在歐、美有關(guān)安全標準的基礎(chǔ)上，國際電工委員會制訂了IEC61508 的系列標準，即《電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的
功能安全》。這是一個非常重要的基礎(chǔ)安全標準。
以IEC61508 為基礎(chǔ)，關(guān)于過程工業(yè)，已制訂了一個重要的基礎(chǔ)安全標準IEC61511，即功能安全，是過程工業(yè)的安全儀表系統(tǒng)。以IEC61508 為基礎(chǔ)，關(guān)于機電等設(shè)備，也制訂了一個重要的機械工業(yè)基礎(chǔ)安全標準IEC62061，即機械安全———安全，以及與相關(guān)的電氣、電子、可編程電子控制系統(tǒng)的功能安全。
ISO13849-1 機械安全控制系統(tǒng)制訂于1999年，綜合采用了IEC61508 和IEC62061 的處理方法，2006 年新編版ISO13849-1，依據(jù)危險失效的平均時間、診斷覆蓋、共因失效、系統(tǒng)失效、軟件分析等主要評估內(nèi)容，引入了一個全新的安全功能分類級別，稱為性能級別（Performance Level-PL）：
a，b，c，d 或e，PL，與IEC61508中的安全完整性等級（SIL1- SIL4）是可比較的。2006 年新編版ISO13849-1，適應(yīng)于所有工業(yè)的電氣、機械、風(fēng)力、水力的安全相關(guān)系統(tǒng)。但對于高度復(fù)雜的、可編程電子技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的安全相關(guān)系統(tǒng)要用IEC61508和IEC62061 標準去評估認證。
2.2 同一網(wǎng)絡(luò)上如何做到同步實現(xiàn)安全控制和標準控制
2.2.1 提高對安全控制的重要性認識
2007 年，我國共發(fā)生各類亊故506 376 起，死亡1 014 480人。當我們把目光鎖定在礦山和交通行業(yè)的安全問題時，各行業(yè)的機械安全故障也在威脅著我們的生命安全，每年有上萬名職工手臂或手指被機械所損傷或切斷，造成極大的人身安
全和財產(chǎn)損失的危害，據(jù)2006 年統(tǒng)計，直接經(jīng)濟損失達3 500 萬元?！鞍踩谝?、預(yù)防為主、標本兼治”的口號非常嘹亮，但就是亊故頻繁涌現(xiàn)。時至今日，政府對機械安全標準還沒有強制性執(zhí)行的辦法，缺少對機械設(shè)備安全的專門監(jiān)管，沒有像歐盟帶有法規(guī)性質(zhì)的機械指令的文件，更不用談對網(wǎng)絡(luò)自動化監(jiān)控系統(tǒng)安全標準的貫徹落實了。
2.2.2 有關(guān)安全的國際標準結(jié)構(gòu)
有關(guān)ISO/IEC 的國際安全標準示意圖如圖1所示。
網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控系統(tǒng)，適用于所有的工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)，它包含了所有影響安全的各種因素，如工藝設(shè)備的機械安全的措施，網(wǎng)上管理的規(guī)章制度和網(wǎng)上操作的有關(guān)規(guī)定，儀器儀表的測控保護系統(tǒng)等。在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中要定性的分析各種
生產(chǎn)裝置的安全性，并作為網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控系統(tǒng)的配置依據(jù)，按IEC61508標準的安全度等級進行配置，網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，既要滿足工業(yè)過程的安全度要求，又要保證系統(tǒng)的可靠性和可用性。
對工藝流程也必須進行安全評估。目前，國際上通用的標準有美國的ISA S84.01 和IEC61508標準，也有德國的DIN19250 標準；權(quán)威的認證機構(gòu)有美國的UL和FM標準，也有德國的TUV 標準。一般，網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控系統(tǒng)的安全度等級要達到
IEC61508 標準中的SIL3 級。目前，我國還沒有具體的設(shè)計標準和安全等級評估的單位，我們不知道，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、全國機械安全標準化技術(shù)委員會、國家標準化管理委員會等機構(gòu)，還要花多少財力物力，還要增加多少研究機構(gòu)，還要等待多少時間，才能有安全標準和評估單位。所以我們要參照國際標準來進行網(wǎng)絡(luò)的安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。有關(guān)ISO/IEC 的國際安全標準，是各國各行各業(yè)都必須貫徹執(zhí)行的安全標準，我們做的工程設(shè)計都要進行安全評估。
2.3 同一網(wǎng)絡(luò)上要同步實現(xiàn)安全控制和標準控制
過去幾十年的電氣傳動和自動控制的設(shè)計中，在機械電氣安全設(shè)計中，我們都注意到選用成熟的元器件，為了避免短路，設(shè)計了隔離電路、冗余功能、線路保護、接地系統(tǒng)、各種故障斷電跳閘；設(shè)計安全距離，采用安全地毯、安全光柵、高低壓的聯(lián)鎖開關(guān)、雙位或多級控制、選用雙手控制裝置；在網(wǎng)絡(luò)自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，采用安全型監(jiān)測繼電器和安全型傳感器、冗余功能、選用安全型的功能可靠的PAC 可編程自動控制器或PLCOPEN 可編程控制器、實時數(shù)據(jù)庫、交換機、網(wǎng)關(guān)接口、遠程I/O接口等安全型設(shè)備。做了這些工作，就安全嗎？
我認為，還遠遠不夠！

一個現(xiàn)代化的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，對信息網(wǎng)絡(luò)的實時性、可靠性、靈活性、同步性和安全性有很高的要求。我們可以按照過去的經(jīng)驗進行功能設(shè)計，但是，要選用得到安全認證的網(wǎng)絡(luò)，來保證數(shù)據(jù)信息被安全地傳輸?shù)臉藴?，即其安全性要符合IEC61508安全標準的SIL3的要求，如圖2所示。
它涵蓋了與系統(tǒng)故障相關(guān)或不相關(guān)的風(fēng)險。
例如某一傳感器被檢測到所控制的對象有風(fēng)險時，就可自動關(guān)掉。這個網(wǎng)絡(luò)允許所有與安全相關(guān)的信息都通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)線纜傳輸，能夠保證按下急停按鈕時，即可切斷電源，不需要增加任何硬件。安全的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)能防范潛在的錯誤，如重復(fù)、丟失、插入、不正當操作、不正確的順序、某子系統(tǒng)變壞、延遲、安全與標準數(shù)據(jù)之間的混淆等。安全的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，允許用戶在不同平臺上使用同樣的安全機制。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的安全協(xié)議必須得到IEC61508 認證，為了保證數(shù)據(jù)信息能安全地傳送，建議使用ODVA 認證的安全協(xié)議，如CIP 安全協(xié)議。這樣，不同的網(wǎng)絡(luò)，可以在一個一致的基礎(chǔ)上，將多個基于CIP安全協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)連接到一起。當然，這也只是解決安全監(jiān)控的一個方法之一。

功能安全的設(shè)計，在軟件開發(fā)過程中就要同步。在設(shè)計監(jiān)控組態(tài)軟件和先進控制軟件的時候，就要將標準化的安全功能塊集成到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中，使系統(tǒng)具有安全控制功能。安全功能塊應(yīng)在MES層的高層中設(shè)置，這樣就可以在現(xiàn)場層的硬
件和軟件系統(tǒng)中不設(shè)防了。選擇了安全功能塊，下一步便要決定將安全相關(guān)的程序列入控制編程之中。我們可以采用功能塊圖FBD 和LD梯圖形文功能安全的設(shè)計，在軟件開發(fā)過程中就要同步。在設(shè)計監(jiān)控組態(tài)軟件和先進控制軟件的時候，
就要將標準化的安全功能塊集成到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中，使系統(tǒng)具有安全控制功能。安全功能塊應(yīng)在MES層的高層中設(shè)置，這樣就可以在現(xiàn)場層的硬件和軟件系統(tǒng)中不設(shè)防了。選擇了安全功能塊，下一步便要決定將安全相關(guān)的程序列入控制編程之中。我們可以采用功能塊圖FBD 和LD梯圖形文件，這樣，就很容易去編程和檢查了。不管是什么軟件和操作系統(tǒng)，都必須遵守IEC61508 規(guī)范，尤其是第3 部分，其中的FVL 是可變語言；在編制安全應(yīng)用軟件時，也必須遵守IEC61508 規(guī)范，如果做到了精簡編程語言、指令和認證功能塊，這樣，可極大地簡化軟件的開發(fā)和認證工作。
為了搞清楚安全控制和標準控制之間的理念，這里再重復(fù)一次這樣的關(guān)系：網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)需要現(xiàn)場層所有硬件設(shè)備的支持，即硬件采集的數(shù)據(jù)信息已有安全信號和標準信號之分；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中的安全應(yīng)用程序的實現(xiàn)與最底層的所有硬件設(shè)備沒有任何關(guān)系。在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控組態(tài)軟件的編程之中，采用安全功能塊、安全數(shù)據(jù)變量和類似CIP安全協(xié)議，將對系統(tǒng)工程設(shè)計的專家們有所啟迪，可輕輕松松地將安全控制集成到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中去。
3 結(jié)語
變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了水工業(yè)的節(jié)能降耗。文中介紹在城市自來水廠、城市污水排放泵站、污水處理廠、發(fā)電廠給水排水設(shè)備及水利行業(yè)中的應(yīng)用實例，并給出具體節(jié)電數(shù)據(jù)作出說明。
隨著變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了現(xiàn)代化的水工業(yè)網(wǎng)絡(luò)綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的安全，關(guān)系到流程企業(yè)的可靠運轉(zhuǎn)。本文介紹了相關(guān)的國際標準及系統(tǒng)的功能安全中必須解決的幾個主要問題，供同行們參考。

作者簡介：

    陳運珍（1942-），男，1965 年畢業(yè)于天津大學(xué)，高級工
程師。歷任中國電工技術(shù)學(xué)會水工業(yè)電工專委會秘書長，
全國水泵電機調(diào)速研究會副理事長兼秘書長和土木工程
學(xué)會水工業(yè)分會機電委員會委員，中國電工技術(shù)學(xué)會高級
會員，中國水工業(yè)自動化網(wǎng)總工程師。

參考文獻： （略）