故障安全控制系統（FSC）是基於高度白診斷的、微處理器技術的軟體容錯系統。該系統連續監視其硬體的操作，通過自診斷程式能診斷出系統內部部件的故障，並消除潛在的錯誤，使系統可靠性增強。通過冗餘系統結構使系統的可用性大大提高。FSC支持線上監視、程式線上修改、卡件線上更換。
基本介紹
- 中文名：故障安全控制
- 外文名：Fail Safe Control
- 簡稱：FSC
- 學科：控制科學與工程
- 基本釋義：軟體容錯系統
- 支持功能：監視、程式修改、卡件更換
基本概念,FSC系統,FSC系統安全特點,FSC的通訊,FSC的順序事故記錄(SER),FSC操作面板,故障安全控制技術的重要性,國際安全標準與規範,
基本概念
隨著生產技術的發展和生產規模的大型化，安全生產已成為重大社會問題。石油化工廠在設計階段必須考慮工廠的工藝、設備及控制方案應當是本質安全的，進而必須保障裝置運行直到裝置報廢全生命周期的安全及環保。
故障安全控制系統（FSC）是基於高度自診斷的、微處理器技術的軟體容錯系統。該系統連續監視其硬體的操作，通過自診斷程式能診斷出系統內部部件的故障，並消除潛在的錯誤，使系統可靠性增強。通過冗餘系統結構使系統的可用性大大提高。FSC支持線上監視、程式線上修改、卡件線上更換。
FSC系統
FSC系統安全特點
（1）1002D原理
1002D原理如圖1，它通過四表決輸出電路及系統白診斷功能實現。1002D的結構是由兩個並行驅動最終元件的通道組成，每個通道主要由一個CP控制，內部包含一個獨立的開關並由監視器模組控制。而且每個CP還可以通過位於FSC故障一安全輸出模組中的專用輔助去磁方法（SMOD）將另一個CP中的輸出通道關掉。實際的輸出控制由系統白診斷功能決定，被診斷出有故障的部件將與其它部分隔離，從而達到裝置要求的可靠性和可用性。
圖1
（2）硬體方面
I/O卡具有“FS”和“NFS”兩種選擇功能，具有“FS”功能的卡件，當其中的元件損壞或故障時，能保持輸出截斷為安全狀態。
（3）軟體方面
系統組態時必須定義安全等級，FSC按DIN19250標準分6級（AKI~AN6），1級最低，4級為常用級，5、6級用於較高安全場所。對於不同的安全等級，系統軟體的運行、診斷深度、編譯、校驗、回響時間等標準不同。系統組態時須定義“相鄰故障時間間隔 ，一般為72h。CPU白檢時發現一個故障，立即報警通知處理，保證系統安全。當發生第一個故障時，FSC啟動“相鄰故障時同間隔”定時器，在這段時間內，若第一故障未排除又來第二故障，則與此相關的CPU停車，除非在第二故障來之前REST相關CPU，使此定時器重新回零計時，但這會降低FSC系統的安全等級。
FSC的通訊
FSC通過COM卡的RS232很S485連線埠與DCS（I/A’S）、工程師站通訊，由於ESD的安全等級高於DCS，只允許ESD向DCS輸送數據，ESD的報警、輸出狀態通訊給DCS，DCS流程圖報警畫面進行狀態顯示。FSC-DCS的通訊遵循MODBUSRTU協定。
FSC的順序事故記錄(SER)
事故記錄是ESD系統的重要功能，FSC點組態時要定義I/O點、系統點的“SER enable?”功能。只要狀態發生跳變DI/DO點即能記錄，AI點組態時規定SER的設定值，SER記錄每次跳變、定時器回零、計數器回零、變數強制、系統復位及系統白檢故障等，為準確分析故障提供有效依據。
FSC操作面板
FSC操作面板是為操作人員設計製造的，所有聯鎖信號的投人/旁路、停止、復位、硬手動操作按鈕、報警燈、狀態指示燈均安裝在操作面板上，操作人員可根據需要方便地進行操作。
故障安全控制技術的重要性
隨著生產技術的發展和生產規模的大型化，安全生產已成為重大社會問題。因為一旦發生毒物泄漏、火災和爆炸事故，將導致生產停頓、設備損壞、人身傷亡、環境污染、產品生產不出來、原料積壓，從而造成社會生產鏈中斷，使社會的生產力下降，甚至波及社會，產生無法估量的損失和難以挽回的影響。石油化工是我國的重要支柱產業之一，關係到國民經濟能源、材料等許多方面。然而也是危險性很大的產業。隨著科學技術發展，石油化工生產規模不斷擴大，工藝流程越來越複雜，也使得事故發生幾率和危害程度大大增加。一些已開發國家的統計資料表明，在工業企業發生的爆炸事故中，石油化工企業占了三分之一。為了預防事故保障人員、物資和設備安全、保障環境不受污染，自20世紀80年代以來許多國家開始立法。嚴格的與傷害、溢出和廢物生成有關的標準規範，以及越來越嚴格的違反法規的處罰，使得石油化工廠在設計階段就必須考慮工廠的工藝、設備及控制方案應當是本質安全的，進而必須保障裝置運行直到裝置報廢全生命周期的安全及環保。
國際安全標準與規範
1990年美國石油協會API（Ameirean Petroleum Institute）頒布“過程危險管理推薦規範750”，提出對有毒、易燃易爆生產過程危險管理要求。明確指出過程危險管理涉及工廠設計、施工、維護和操作等各環節。故障安全控制可通過如下十一個方面實施管理：
（1）建立過程危險信息檔案；
（2）定期進行過程危險分析PHA（安全評價）；
（3）對技術改造進行管理；
（4）制訂操作規範；
（5）落實安全工作實施細則；
（6）執行安全訓練；
（7）確認最關鍵設備的機械安裝質量；
（8）預開車安全檢查；
（9）實施危險診斷和控制；
（10）調查研究與過程相關的事故；
（11）檢查過程危險管理系統。
API過程危險管理推薦規範750對以上各方面的具體要求進行了闡述。
