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Mark* VIeS安全控制系统
梦想启动未来
GE自动化&控制
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今天的世界存在大量的机器、操作人员、需要高性能的自动化解决方案,将他们的机
器、数据和人员无缝隙的连接起来,以保证他们的控制系统被安全的集成,从而保证基
础设施的运行安全。由于许多熟练的、有技能的人员逐渐退休,这种集中连接的安全性
和基础设施和过程操作的风险正在日益增加,这些组合的因素已经导致严格的安全法规
和系统安全认证的需求和程序安全以及合规操作的需求。
为了帮助满足逐渐增多的互联世界的安全
挑战,GE结合在工业互连网上的领先经验和丰富的过程安全系统经验,提供了Mark VIeS安全管理系统。
至关重要的是,GE提供的具有广阔商业市场的 Mark VIeS安全管理系统,是从有着几十年历史的透平保护系统和控制系统继
承而来的。Mark VIeS系统是一个完整的、灵活的和可靠的工程化过程安全系统,并
且具有增强的网络安全功能,可以广泛的
应用于工厂紧急停车,锅炉燃烧管理和保
护,火灾保护系统和旋转机械的控制。
一个完整的基于工程的解决方案
GE具有丰富经验的功能安全专家能够设
计、执行和支持您的整个安全系统——
包括硬件、软件和应用工程,使您的系
统停车风险最小,同时满足过程安全的
需求。使您花费较少的时间,关注您的
安全系统,花费更多的时间关注您的核
心需求。
生命周期管理作为整个功能安全系统的一
部分,GE提供的Mark VIeS作为一个集成安全系统包括:
• 安全需求规定的评估
• 控制系统硬件设计
• 应用程序代码和 HMI 图形画面的生成
• 为整个安全回路获取 SIL 校验报告
• 与基本过程控制系统集成
• 工厂验收测试(FAT)
• 现场调试支持服务
• 将客户的功能安全系统生命周期管理集成在一起
GE在国际上的功能安全标准上的专业工程经验和知识,保证您的特殊需求的安全系
统能够成功的被设计、执行和支持。
Mark VIeS安全管理系统提供了一个无缝隙的,集成化的工程化解决方案,它被设计
成满足在恶劣环境下工作的安全系统,具
体适用的工业包括:
• 石油天然气
• 发电机组
• 化工和流程工业
• 造纸
• 矿山和采矿工程
Mark VIeS安全管理系统提供如下特性:
• 被验证的安全解决方案
• 灵活性和可靠性
• 提高生产力和效率
• 无缝隙的和基本过程控制系统集成
• 支持生命周期管理
Mark VIeS安全管理解决方案
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Mark VIeS安全管理系统是以GE三十多年的控制经验,传承连续的四代控制系统,在世
界上安装超过10,000多套的三重化冗余系统(TMR)系统发展而来。这些经过验证的可靠
的系统,在世界范围内完成着关键的应用控制,使用灵活的安全集成级别(SIL)组态和
合规的制造解决方案来满足过程的需要。
经过验证的安全解决方案
GE带着几十年在专业领域的经验开发了
Mark VIeS安全管理系统。Mark系列控制器在运行可靠性和跳车可靠性上赢得了巨大
的荣誉,在发电和基础设施上的全球应用
超过几千套三重化(TMR)系统。
这些被验证的系统是集成的Mark VIeS安全管理系统的核心。
为了帮助保护您的基础设施,Mark VIeS 系统还增加了网络安全特性,该特性和GE的工厂范围的安全管理系统集成在一起,提
供边界安全防御和侵入检测,并且防止拒
绝服务的攻击和缓存溢出。
经过验证并且具有高可靠性的 Mark VIeS 系统帮助保持操作的安全和网络安全:
• 专用的网络安全处理和响应
• 限制的数据存取
• 口令保护
• 网络安全认证Achilles - Level 1
• 用户授权的存取控制
• 网络安全登陆
• 专有加密协议
与基本过程控制系统的通讯
工业标准的集成化工具可以用于工厂网络
的网关和用于与基本过程控制系统,例如
PLC或者DCS的对等通讯。
与 Mark VIe 基本过程控制系统共享的 I/O 网络(Shared IONet)共享的 IONet允许 Mark VIeS 和 Mark VIe 控制器在以太网输入/输出网络上共享 I/O 模块。这个特性使得用户能够通过一套现场
仪表给安全系统和基本过程控制系统发送
数据,减少了安装和运行成本。
在苛刻环境的可靠性
GE明白安全系统不仅安装在干净的房间。这就是为什么Mark VIeS安全管理系统提供在苛刻环境下的高性能。处理器、网络
交换机和 I/O模块被批准可工作在危险区域-Class 1,Division 2 场合并且所有模块可以工作在 -30°到 65°C 而无需风扇或者外部冷却,这意味着您的系统有更少的停机
时间。
灵活性和可靠性
灵活的冗余
冗余是安全控制系统在设计、维护或维修
时保证过程的连续运行的关键特性。基于
以太网骨干网络的 Mark VIeS 安全管理系统允许安全系统的每个子系统不同的冗余级
别进行组态。
• 控制器能被组态成:单重化、双重化或者三重化
• IO 网络 (IONet) 通讯能被组态成:单重化、
双重化或三重化
• I/O模块能被组态成:单重化、双重化或三重化
这种灵活性能够满足规定的SIL需求,对于每一种应用,减少了安装和维护成本,并
且能够很好的进行生命周期的管理。定制
您的冗余级别来满足安全和运行可靠性的
需求。
Mark VIeS的优势
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提高生产力和效率
精致的应用自动化工具和在控制系统与HMI之间无缝隙的数据集成使得在过程执行时
更有效率从而减少交付使用的时间成本和
质量改善。增强了软件的可重复使用,在
整个企业构成一个紧密联系的系统。
和基本过程控制系统的集成
GE了解在安全系统和基本过程控制系统之间无缝隙集成的重要性。Mark VIeS提
供了一个灵活的、可伸缩的,与基本过程
控制系统具有共同组态界面和共同的基于
标准化的操作员接口。允许这一世界级的
安全系统连接到现存的系统中,创建无缝
隙的安全程序 Mark VIeS 通过在工厂范围
的控制系统之间的数据共享来实现可视
化,HMI、历史数据、设备管理系统和工
厂范围内的趋势工具之间共享数据。关键
的人员获得运行的信息,允许他们做更好
的、更快速地决策。
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生命周期管理和支持
Mark VIeS产品生命周期管理
Mark VIeS 安全管理系统采用基于以太网的分布式结构,增强了系统的互联性,改善
了系统的生命周期管理。它利用控制器和
I/O之间的安全的黑色通道实现以太网基础上的对等通讯,采用这种方式,提高了系
统性能并且简化了系统设计。IONet交换机是基于工程化设计的长生命周期的产品,
适用于恶劣环境并且具有优异的性能。
Mark VIeS 安全系统提供高速和高可用性来最大化提高生产力和效率。通过在所有层
面使用100MB以太网,程序的执行速度小于40毫秒,并且当替换系统的元件时,无需考虑停车或者重新进行组态下装,最大
化的增加系统运行时间。
功能安全生命周期管理支持
Mark VIeS 利用exSILentia安全生命周期管理工具分析安全仪表功能(SIFs)和计算用户规定的应用的安全参数。这个软件帮助客
户在设计他们的安全系统中获得一个新的
级别的一致性和生产力。
当使用exSILentia工具分析安全仪表功能时,整个SIF需要被包括和评估:
• 现场传感器
• 逻辑解算器
• 最终的元件
Mark VIeS 功能安全参数评估被包括在逻辑解算器部分,通过这个工具来计算SIF的安全和操作特性。
以太网基础上的分布式结构允许
混合使用铜缆和光纤,采用光纤
方式模块可以被连接到更远的距
离。另外,使用以太网增强了系
统的互联性和灵活性,改善了系
统的生命周期管理,当更换或升
级时只需要更换或升级相应的系
统组件。未来将会证明,Mark V IeS的生命周期将超出您的期待。
本地网络
扩展网络
控制器
控制器
交换机
交换机 交换机
I/O 模块
I/O 模块
现场设备
现场设备
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解决方案的组件
Mark VIeS 控制器
Mark VIeS 系统的核心是控制器,每个控制器由主处理器和冗余的以太网卡构成,以太网卡用于和I/O网络以及控制网络进行通讯。一组两个或三个控制器能被用于组成双重化控制系统或三重化控
制系统。控制逻辑能通过功能块(FBD)和梯形图(RLD)进行编程。实时的操作系统用于执行控制逻辑和与 I/O子系统的通讯。
Mark VIeS I/O 模块 (I/O 卡和端子板)
Mark VIeS I/O 模块由三部分构成:用于现场接线的端子条,端子板和I/O卡。端子条有两种类型,栅型或盒型,端子条被安装在端子板上,端子板上有DIN导轨安装支架。每个I/O卡上包括两个IONet口和一个本地处理器用于实时时钟同步,用于SOE事件记录的时间标签,所有的开入和开出都具有SOE功能,如果用户选择SOE功能,只需要点击一下SOE使能按钮,无需复杂的操作和专用的SOE硬件的花费。
单重化 I/O模块包括一块 I/O卡,该卡安装在单重化的端子板上,三重化 I/O模块包括三块相同的 I/O卡,三块 I/O卡被安装在三重化的端子板上。I/O冗余的选择在硬件组态中单独选择,并且对于应用程序来说是透明的。
I/O 网络 (I/O Net)
I/O 网络是专属的,全双工点到点的协议。它支持100 MB确定性的网络通讯,适合本地 I/O或者分布式 I/O。在每一帧中,在线控制器从输入模块读取数据,写输出数据到输出模块,并且在两重化
或三重化控制器之间同步变量。IONet交换机是GE设计的满足苛刻环境,性能优异的交换机。
Mark VIeS虚拟控制器
用于培训、校验、仿真过程和相关的控制进行评估。
虚拟控制器提供一个PC-based 形式的控制器,支持如下功能:
• 执行应用程序
• 和 ToolboxST 应用的通讯接口
• 以太网全局数据服务 (EGD)
• 过程报警管理
三重化(TMR)
单重化模块 三重化模块
两重化(Dual) 单重化(Simplex)
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工厂数据高速公路
因为灵活所以容易
单板控制器结合以太网基础上的 I/O网络使得Mark VIeS支持多种控制模式来满足安全仪表功能 (SIFs)。
可以为客户量身订制的系统更加适合您的运行,多种冗余
选择对应用程序代码没有任何影响。
一个三重化( TMR)冗余的事例可以参考右边的图形。
• TMR 2oo3 SIL3 高/低需求失电跳车
• TMR 2oo3 SIL3 低需求得电跳车
• TMR 降级到 1oo2 SIL3 高/低需求失电跳车
• TMR 降级顺序是从 2oo3 to 1oo2 to fail-safe
• 双重化 1oo2 SIL3 高/低需求失电跳车
• 双重化 2oo2 SIL3 低需求得电跳车
• 单重化 1oo1 SIL2 低需求失电跳车
Mark VIeS网络安全认证
-Achilles Level 1 Certification
I/O Net
单元数据
高速公路
控制器 网关控制器
过程 I/O
维护,操作员和
网关站
认证
安全系统必须满足国际标准化组织的认证。
Mark VIeS安全管理系统通过了不同的工业标准认证。
工业标准代码和认证
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