安全系统:ProSafe-RS

真正集成的安全控制器

ProSafe-RS是横河电机符合IEC61508和ANSI/ISA 84标准的安全系统。该系统已应用于3,500多个项目中,涵盖大型集成过程自动化项目到独立解决方案。横河电机的ProSafe-RS安全系统以专业能力打造,提供全生命周期支持,并具备长期可持续性。

最新版本信息:R4.11.10(2025年11月)

IT Security 3
IT Security 3(版本3.0)是我们针对运行横河电机产品的Windows系统强化而推出的安全配置工具的最新更新版本。使用此版本,可通过IT安全工具,一步完成所有安全设置。
在2.0版本的基础上,IT Security 3引入了基于CIS基准(*1)的额外设置,提供了更广泛的配置选项,进一步降低了网络安全风险。

*1: CIS基准是美国网络安全中心(CIS)发布的用于安全系统配置的实践指南。请注意,并非所有CIS建议均已应用。为确保横河电机产品的正常运行,某些设置与CIS指南存在差异。

ProSafe-RS概览

真正集成的安全控制器

横河电机凭借ProSafe-RS——真正集成的流程工业“安全可编程逻辑控制器(PLC)”,终结了集散控制系统(DCS)与安全仪表系统(SIS)之间的不兼容问题。在工厂自动化领域,实现DCS与SIS之间的集成,传统上会引发复杂的设计和集成问题。传统上,DCS和SIS需要两个独立的监控和操作环境,必须建立不同的通信方式和独特的硬件架构。致力于优化过程操作的工厂管理人员一直认为,项目时间和费用会因此增加。


关于OpreX

OpreX是横河电机工业自动化(IA)和控制业务的综合品牌。OpreX品牌代表了横河电机在与客户共创价值的过程中培育的优良技术和解决方案,它涵盖了横河电机IA产品、服务和解决方案整个范围。该品牌包含以下七大类:OpreX信息、OpreX控制、OpreX测量、OpreX咨询、OpreX执行、OpreX生命周期和OpreX集成解决方案。构成OpreX控制类别的产品组之一是OpreX控制和安全系统系列,其中包括ProSafe-RS。凭借各种OpreX控制解决方案,横河电机能够快速帮助客户实现变革,在管理和运营等领域实现转型,并提供高度可靠的控制技术,确保工厂高效、高质量、安全稳定地运营。

借助OpreX品牌,横河电机将提供集成解决方案,满足客户的需求,支持客户实现业务转型和增长。


详细介绍

工程

ProSafe-RS由配备工程与维护功能的安全工程站(SENG)、用于安全控制的安全控制站(SCS)以及连接各设备的控制网络 Vnet/IP 构成。

http://www.yokogawa.com/iss/img/renew2015/ProsSafe-RS-R4System.png

点击看大图

ProSafe-RS可与CENTUM VP集成。SCS可通过CENTUM VP的HIS(人机界面站)进行操作和监视。还可以通过子系统通信(Modbus通信)与其他DCS和PLC连接。

ProSafe-RS 上的HART通信使得工厂资源管理器(PRM)能够管理连接到SCS I/O 模块的HART通信设备。此外,模拟量输出(AO)信号允许PRM客户端对配备部分行程测试(PST)功能、支持HART的阀门定位器执行部分行程测试(PST)。

一体化架构

无缝架构实现了DCS和SIS的真正集成,有助于工厂优化。

预期运营效益:

  • 项目执行更快,成本更低——只需使用一个过程网络,节约工程设计时间
  • 运行效率更高——集成化的信息显示更清晰、易用
  • 持有成本更低——通用的控制和网络架构标准可降低维护成本

消除SIS选型的复杂性

ProSafe-RS 在单模块配置下即获得 SIL3 认证。紧凑的输入、输出和处理器卡均已内置冗余。这种本质上简单的模块化设计让系统设计变得轻松。若需更高的系统可用性,用户只需插入相应模块,即可按功能逐个增加冗余。

横河电机的并行工程

应用工程和硬件工程可独立、并行地进行。这种并行作业缩短了项目工期,可以延迟开工,或早日开车。

Eng-startup

1. 工厂提前开车

工厂如何尽早开车,长期以来一直是直接影响客户利润的问题。

尽管仪表启动和 I/O 模块安装可以并行进行,但回路检查只能在完成工厂验收测试(FAT)并安装控制器和工程环境之后才能进行。

early start-up of a plant

在横河电机的并行工程中,无需等待控制器和工程环境完成。仅需 N-IO 模块和现场调试支持软件包即可检查回路的完整性。如果发现 I/O 定义信息有任何变更,可当场修正,并将更正后的定义信息反馈至工厂的主信息中。

2. 降低延期交货的风险

由于物理条件的限制,经常需要更改I/O定义。这类问题经常发生在调试过程中,可能会延长项目日程,而且需要重新接线,增加成本。

N-IO模块的I/O定义可灵活变更。只用软件即可在DI/DO/AI/AO间切换信号类型,无需变更I/O模块。由于可在每条通道指定信号类型,因而无需为每种信号类型储备I/O模块,降低了维护成本。

自动化设计套件(AD套件)

ProSafe-RS R4采用AD套件,与CENTUM VP综合控制系统的工程环境相同,可以综合管理CENTUM VP和ProSafe-RS的数据。
利用该特点,ProSafe-RS工程师可以使用AD套件来设计I/O。
AD套件还具有管理变更历史和记录变更的功能,在系统改造时可以节省时间。

ADSuite

 

更优的操作、更简的工程与更少的硬件

 

Dual face faceplate

FGS(火气监测系统)

  • 新增了针对气体、火焰、烟雾和热探测器的标准FGS人机界面部件,以实现更优操作。
  • 新增了FGS探测器标准功能块,简化工程设计。
  • ProSafe-RS模拟量模块可直接复位烟雾和热探测器报警,无需继电器、数字量输出模块等额外硬件。

理想控制的解决方案

单一网络

ProSafe-RS可直接接入横河电机久经考验的CENTUM VP所使用的同一网络。SIS与DCS功能间的数据交换无需网关或接口硬件。SIS控制器间的安全通信在混合DCS-SIS配置中得以实现并获得认证。

预期效益:

  • 系统实现路径简单快捷
  • 降低连接SIS与DCS的工程复杂性和成本
  • 降低大型流程工厂的维护成本

The logical solution to perfect control

 

兼顾安全、可靠、可用的控制

一体化架构

无缝架构实现了DCS和SIS的真正集成,有助于工厂优化。

预期运营效益:

  • 项目执行更快,成本更低——只需使用一个过程网络,节约工程设计时间
  • 运行效率更高——集成化的信息显示更清晰、易用
  • 持有成本更低——通用的控制和网络架构标准可降低维护成本

Safe, reliable and available control without compromise

 

消除SIS选型的复杂性

ProSafe-RS 在单模块配置下即获得 SIL3 认证。紧凑的输入、输出和处理器卡均已内置冗余。这种本质上简单的模块化设计让系统设计变得轻松。若需更高的系统可用性,用户只需插入相应模块,即可按功能逐个增加冗余。

 

工厂显示能力显著提升

Photo

  • 通用人机界面(HMI)
    无需再对SIS和DCS进行单独监控。操作员在继续使用熟悉的界面的同时,能够更迅速地预测哪些工艺条件可能达到紧急水平。
  • 统一的事件数据
    提供“面板”式仪表和报警显示等示例屏幕,能更容易地进行数据对比和决策。
  • 追溯分析
    数据集成的另一优势是能够分析报警前的事件——这是有效过程安全管理的重要工具。

It's now easy to create displays that integrate DCS and SIS data.

如今,创建集成DCS和SIS数据的显示画面变得轻而易举。

 

虚拟化平台virtualization platform

横河电机的虚拟化技术将系统软件运行与物理硬件依赖分离,允许软件重用,以更优方式调试系统硬件。
虚拟化平台使单一服务器能够执行多台虚拟计算机的工作,从而减少配置控制系统所需的计算机数量。该平台同时提供构建虚拟环境所需的硬件和软件。
通过这种虚拟化服务器环境,可以根据需要分别更新、修改硬件和软件。

这为客户带来了以业务为中心的益处,如平稳迁移至新物理硬件、减少停机时间、缩短迁移过程和系统测试时间。
从维护角度来看,硬件和软件可维护性的分离也是显著优势。

除了专门用于特定信号类型的传统I/O模块(FIO模块),ProSafe-RS R4还可以提供N-IO模块,用于处理各通道的不同信号类型。
由于可同时支持两种类型的模块,ProSafe-RS R4能更灵活地满足客户对工厂设计的需求。

ProSafe-RS, universal I/O

N-IO(网络I/O):智能组态I/O(SCIO)

特性

  • 单个模块即可处理DI/DO/AI/AO信号。
    每个通道的I/O信号类型可通过软件进行更改。
  • 使用光纤可实现最远50 km的远程安装。
  • 非冗余配置即可实现SIL 3等级,也可选择冗余配置。
  • 端子块标配现场设备信号环路断开功能。
  • 本安型安全栅可选择N-IO基板。欲了解更多信息,请访问下述网页。
  • N-IO无需编组机柜,进一步节省了空间和成本。 因此适用于灵活、分布式现场安装。
N-IO

http://www.yokogawa.com/iss/img/renew2015/SIS-N-IO_Terminal_Cabi-A.png

 

FIO(现场网络I/O)

特性

  • 多种I/O模块(AI/AO/DI/DO/通信功能)可用。
  • 使用通信模块可实现Modbus TCP/RTU通信(主机/从机)。
  • 使用光纤可实现最远50 km的远程安装。
  • 非冗余配置即可实现SIL3等级。也可选择冗余配置。
  • FIO有专用的端子板、端子块和电缆。

ProSafe-RS, Field Network I/O

单一、简易的SIL3解决方案

横河电机的设计人员采用先进的电子设计技术和元件封装技术,使安全控制器的电路更加小巧紧凑。ProSafe-RS的每个处理器、输入模块和输出模块均采用双架构,为单卡用户提供SIL3级保护。这种架构易于理解、设计、安装和维护。完整的安全防护现在集于一身。此外,该设计具有很高的诊断覆盖率,超过99%,为用户提供了一种快速检测故障的方法,可在可接受的时间内进行修复,降低对过程的影响。

A single, simple, SIL3 solution

插件可用性

如果需要更高的系统可用性和容错能力,只需另外插入相应卡件,即可轻松将ProSafe-RS配置为双冗余结构,同时保持SIL3安全级别。由于ProSafe-RS的I/O接口或处理功能都具有模块化结构,能扩展到功能层级,因此可在任何需要的地方配置冗余结构,如输入、输出或处理器模块等,这样既保证了安全,又节约了成本。这种灵活性可配置任何冗余组合,如单输入和冗余输出或冗余输入和单输出。

Plug-in availability

通用模块冗余(VMR)

由于可灵活选择冗余CPU和I/O模块,ProSafe-RS具有很高的可用性,可以满足SIL3应用的需求。根据回路所需的SIL级别或现场设备可靠性等因素,用户无需在系统或架构级别进行选择,就可以在需要处(例如特定的输入、输出或处理器模块中)采用冗余配置。这是因为ProSafe-RS的I/O和处理功能具有模块化特性,可扩展至功能级别。

即使发生内部故障,模块仍可保持安全功能性,减少了过程中误跳闸的可能。
我们将这种灵活的插件可用性称为“VMR/Versatile Modular Redundancy™(通用模块冗余)”。

Versatile Modular Redundancy

部分行程测试(PST)

通常情况下,集成在安全仪表系统(SIS)中的阀门不会被激活。(只有在SIS检测到过程异常并启动停车操作时,才会触发阀门动作。)因此,需定期对阀门进行测试,确保其处于良好工作状态,并在需要时能够正确响应。

这种定期检查称为“验证测试”,通常测试时需要进行全行程测试(完全关闭阀门)。在工厂运行时,执行验证测试需要安装成本高昂的旁通线路,否则只能在工厂停车后再进行此项测试。因此,通常每几年才进行一次阀门的验证测试。
 
全行程测试的替代方法是部分行程测试(PST),即轻微关闭阀门以诊断问题。PST可在不停机的情况下进行,且可从控制室等远程位置执行。

通过执行部分行程测试,可以大幅降低维护成本。并且,与全行程测试相比,PST可以更频繁地检查阀门,从而带来更高的可靠性等益处。

注意:虽然PST不能消除全行程测试的需要,但它可以在不牺牲所需安全水平的情况下延长验证测试间隔。

SIL2无线气体检测系统

SIL2无线气体检测系统适用于火气监测系统(FGS)。
横河电机结合生产控制、安全仪表、现场无线工程和咨询方面的专业知识,为客户提供高效、及时的端到端无线解决方案。

ProSafe-RS (SIL3 SIS)和YFGW510(现场无线接入点)

无线设备有许多优势,如可以在难以接近的位置安装并降低安装成本,正逐渐被视为工厂安全解决方案的关键要素。

对于气体检测系统而言,这一点尤为重要,因为其运行很容易受到安装位置和环境条件等因素的影响。即使在系统安装之后,因为需要持续优化其整体配置,也可能需要偶尔改变检测设备的位置和数量。使用无线技术无需担心布线问题,从而大大简化了移动和/或安装额外检测设备的过程。

取得的认证

符合的标准

ProSafe-RS系统硬件符合下列标准。请仅在工业环境中使用ProSafe-RS系统。

PLC (可编程逻辑控制器)

  • IEC 61131-2

功能安全

  • IEC 61508、IEC 61511-1、IEC 62061

应用

  • EN 54-2、EN 298、EN 50156-1、NFPA85、NFPA86、NFPA72

安全

  • CSA
  • CE认证
  • EAC认证
  • 摩洛哥合规认证
  • UKCA认证

电磁兼容性(EMC)标准

  • CE认证电磁兼容性指令
  • RCM
  • KC认证
  • EAC认证
  • 功能安全
  • 摩洛哥合规认证
  • UKCA认证

危险场所设备

  • FM非易燃
  • ATEX Ex “ec”
  • IECEx Ex “ec”
  • ECAS-Ex “ec”
  • UKEX-Ex “ec”

船舶标准

  • 美国船级社(ABS)
  • 法国船级社(BV)
  • 劳氏船级社(LR)
  • 挪威船级社(DNV)

从旧系统迁移至ProSafe-RS

由于维护成本增加,性能降低,备件(SIS和PC)不可用,文档不确定和合规问题等,难以继续维护旧系统。横河电机提供更新的安全仪表系统和工程服务,可以帮助用户迁移/替换现有的系统。

根据用户的现场状况与迁移窗口,横河电机的ProSafe-RS提供两种输入/输出系统选项,即F-IO(传统IO)和N-IO(智能组态IO),以实现平稳且低风险的迁移。

横河电机还提供服务,可对您的遗留系统进行逆向文档整理及应用转换。可事先与行业专家(操作员、工艺工程师、维护工程师)进行离线验证,从而确保转换结果的高度可靠性。最后,验证过的文档可导入ProSafe-RS以生成应用。

 

从ProSafe-PLC迁移至ProSafe-RS

Migration from ProSafe-PLC to ProSafe-RS横河电机现提供一项服务,可助您从ProSafe-PLC平台迁移至我们的安全仪表系统ProSafe-RS。ProSafe-RS采用更快的CPU,并与CENTUM集散控制系统(DCS)无缝集成,可大幅提升性能,并省去专用DCS网关的需求。ProSafe-RS与CENTUM DCS的操作和监控功能实现全面集成。

 

我们提供两种迁移方案,以满足您的项目需求:

方案1(推荐方案)

本方案是将整个ProSafe-PLC系统(包括控制和输入/输出(I/O)模块、端子板及布线)全部替换为ProSafe-RS系统的组件。紧凑型端子板是本方案的关键要素。

方案2

本方案是用ProSafe-RS控制和I/O模块替换ProSafe-PLC控制和I/O模块。采用此方案时,可利用现有现场布线,因为改造后的系统继续使用ProSafe-PLC端子板。本方案需使用迁移适配器及相关产品实现。
(注:ProSafe-PLC端子板的支持服务截止日期为2018年。)

参考

概述:
  • A certified emergency shutdown system
  • Substantial reduction in maintenance work
  • System configuration with reduced footprint
  • System scalability
概述:
  • Meet the IEC 61508/JIS C 0508 functional safety standards
  • Proactively introduce leading edge technologies
  • Accommodate the plant licensors' safety, reliability, and maintainability requirements
  • Improve the monitoring and operation functions of the emergency shutdown system
概述:
  • Integrated CENTUM VP and ProSafe-RS Systems Ensure Nonstop Operation of ADU/DKU Processes.
  • "This is a real VigilantPlant! We will continue to improve our production efficiency."
概述:
  • Operational Excellence by Asset Maximization, Utilizing Yokogawa's DCS, SIS, Analyzers, and Field Instruments.
  • The CENTUM VP PCS and ProSafe-RS SIS were integrated using the same engineering environment.
  • Nearly 60 gas chromatographs and a large number of other types of analyzers in several analyzer houses.
行业:
概述:
  • Rapid Implementation of Integrated CENTUM CS 3000 and ProSafe-RS.
  • The highly reliable CENTUM CS 3000 system has also helped TOL maintain high productivity at this plant.
行业:
概述:
  • Modern waste to energy facility in UK uses CENTUM CS 3000 and ProSafe-RS
  • Lakeside exports at least 34MW per hour to the country's national grid
概述:
  • OTS for familialization of liquefaction processes and operator training.
  • Yokogawa's integrated solutions contribute to safe and steady production at gas liquefaction plant in Norway.
概述:
  • Yokogawa supplied an integrated boiler and turbine control, monitoring and protection system for each of the four generating units in a coal-fired power plant in Australia.
  • Yokogawa also delivered two high fidelity operator training simulators for this plant.
行业:
概述:
  • A robust and reliable integrated control and safety system (ICSS) made up of the CENTUM CS3000 PCS and the ProSafe-RS SIS ensures safe operations while fully automating key processes. 
  • A variety of analytical instruments accurately measure the concentrations of key components, and this data can be monitored and controlled by the Yokogawa PCS.
概述:
  • Legacy ProSafe-PLC SIS replaced with ProSafe-RS to improve sustainable lifecycle support at LNG terminal.
  • The seamless use of the same HMI for both PCS and SIS, and improved safety and integrity.
概述:

GC8000 was selected to detect components responsible for stainless steel corrosion of pipeline.

GC8000 with custom container analyzes crude oil components every 4 mins at an offshore platform.

概述:
  • 横河电机为工厂现代化提供控制、监视和保护系统。
  • 没有任何问题和停车精细工程和横河产品成功运转。
概述:

横河电机罗马尼亚公司成功地对ELCEN联合循环热电厂的控制系统进行了现代化改造。
当所有工作都转移到虚拟空间时,部署该系统时面临的一个主要挑战是新冠肺炎的爆发。

概述:
  • FDT compliant FieldMate manages a wide variety of digital process instruments of multi-vendors.
  • The SNF engineers can manage the complete lifecycle of assets and configure devices by using FieldMate.
行业:
概述:

Yokogawa provided integrated control and safety system to Banagas's CGP-3 gas processing plant.

N-IO based system contributes to reducing maintenance and other operating expenses (OPEX).

概述:
  • Online hot cut over from the legacy Honeywell TDC3000 to the Yokogawa CENTUM CS 3000.
  • The work was successfully completed 48 days ahead of schedule and without disruption to operations.
概述:
  • Integration of CENTUM CS 3000 with ProSafe-RS improves plant safety and reliability.
  • Yokogawa's PRM package manages more than 500 HART field devices including control valves.
行业:
概述:
  • HMEL selected an integrated solution from Yokogawa
  • Yokogawa India oversaw and implemented the engineering, installation, and commissioning of the refinery
概述:

马图拉炼油厂具有重要战略意义,负责向印度西北部的客户供应柴油、汽油、航空涡轮机燃料、煤油、液化石油气、燃料油和沥青。

概述:

为了对工厂实现集中控制,子系统都与横河的CENTUM VP DCS集成。

行业:
概述:

In maintaining and managing industrial plants, monitoring waste water pH/ORP is both a legal obligation and an unavoidable necessity for protecting the environment. Monitoring without an attentive eye can lead to severe consequences.

行业:
概述:

Process automation end users are under more pressure than ever to do more with less. The current economic climate means that many automation capital projects are on hold. With capital budgets tighter than ever, users instead focus on operational budgets (where cost cutting is also a key concern), or on automation investments with a very rapid return on investment.

概述:

Yokogawa has come a long way in making its message clear to the world of process automation. Last year, the company embarked on a full-scale global marketing campaign to make customers aware of the company's focus on system reliability, security, dependability, and robustness. Dubbed "Vigilance", the campaign created a unified message for the company and greatly helped expand awareness of the Yokogawa brand and corporate philosophy.

概述:

Network and system security is now a necessity in process automation industry. YOKOGAWA provides a service lifecycle solution for cyber security to ensure that the security measures and deployments are continuously enhanced, monitored and inspected.

This white paper explains the details of the security design, implementation, operation and validation solutions from the technical perspective.

概述:

Recently, several ARC Advisory Group analysts and management team members had a chance to sit down with the new Yokogawa President and COO, Mr. Takashi Nishijima, and several other top Yokogawa executives to discuss the company's burgeoning presence in the worldwide upstream and midstream oil & gas industry.

概述:

Due to emerging competitors from the rapidly growing countries such as India and China and the global economic downturn triggered by the Lehman shock, many companies in the process industries are struggling to survive the severe global competition.

概述:

Migration of a refinery's DCS provided an opportunity to reconfigure and consolidate the control rooms and operational management system.

概述:

September 2006

Launched in February 2005, Yokogawa's ProSafe-RS safety instrumented system (SIS) quickly gained a significant share of the market. Just 18 months later, 100 units had been sold-quite a feat considering the generally conservative nature of the SIS market. So what is behind this rapid success?

概述:

April/May 2007

A Yokogawa ProSafe-RS safety instrumented system (SIS) will be the nucleus of a new fire and gas safety system at Shell's Clyde (NSW) refinery. The contract includes the control system, system engineering and installation and supervision.

概述:

LNG Industry, Summer 2012

Martin te Lintelo, Yokogawa, The Netherlands, discusses the need for better automation, measurement and control instruments to cope with the rising popularity of LNG.

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产品概述
概述:

Yokogawa South Africa was appointed to design, supply and commission the Integrated Control and Safety System (ICSS) as well as the overall Terminal Management System at Sunrise Energy’s liquid petroleum gas (LPG) Import Terminal, the largest on- and offshore open-access LPG import terminal facility in Africa. Yokogawa’s Terminal Management System, Terminal Logistic Suite VP (TLSVP), was designed and developed to meet the exacting operational demands and logistic needs in terminals. Yokogawa’s experienced engineering resources ensured the project was successfully delivered, enabling Sunrise Energy to provide accurate mass balances and efficient terminal operations to its customers.

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