? 在二十世紀(jì)最后20年里，我國火力發(fā)電廠的自動(dòng)化水平有了很大的提高，微機(jī)分散控制系統(tǒng)（DCS）已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，為確保機(jī)組電廠安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行作出了貢獻(xiàn)。
??? 按照中國電力工程顧問有限公司提出的2000年電廠儀表和控制（I&C）系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則（參見文獻(xiàn)1），新世紀(jì)火力發(fā)電廠自動(dòng)化的發(fā)展將著重于以下幾個(gè)方面：
??? o? 進(jìn)一步擴(kuò)展DCS的功能范圍，實(shí)現(xiàn)一體化；采用先進(jìn)的控制軟件和優(yōu)化軟件，以進(jìn)一步發(fā)揮DCS的效能。
??? o? 進(jìn)一步擴(kuò)大DCS物理分散的應(yīng)用，以減少電纜費(fèi)用。
??? o? 實(shí)現(xiàn)全廠輔助車間和系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)和統(tǒng)一監(jiān)控，減少值班人員。
??? o? 提高電廠管理的自動(dòng)化水平，完善電廠管理和監(jiān)控信息系統(tǒng)的功能。
??? 上述設(shè)計(jì)原則的目標(biāo)是進(jìn)一步降低工程造價(jià)，提高電廠的經(jīng)濟(jì)性和綜合管理水平，似乎并未涉及或特別強(qiáng)調(diào)進(jìn)一步提高控制系統(tǒng)的安全性和可靠性。實(shí)際上，進(jìn)入新世紀(jì)后，面對廠網(wǎng)分開、競價(jià)上網(wǎng)、電力市場激烈競爭的形勢，各發(fā)電企業(yè)，在提高電廠經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，也將對電廠運(yùn)行的可靠性和安全性提出更高的要求。
??? 首先，保證電廠設(shè)備和人身安全，提高電廠可用率，不僅能確保提供穩(wěn)定的高質(zhì)量的電能，而且能延長設(shè)備運(yùn)行壽命、減少電廠的維修費(fèi)用，從而降低電廠的綜合發(fā)電成本，提高電廠競爭力。
??? 其次，為了開拓國際市場，我們正在承擔(dān)東南亞和中東地區(qū)電廠建設(shè)項(xiàng)目，其特點(diǎn)是以天然氣或油作為燃料；同時(shí)我國也正大力建設(shè)大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠或燃機(jī)電廠，這必然涉及到防火、防爆、防漏的安全監(jiān)視和控制。從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，國家隊(duì)環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全和防護(hù)也將要提出越來越嚴(yán)格的要求。因此，適時(shí)地學(xué)習(xí)和應(yīng)用國際上的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，研究電廠中安全相關(guān)的控制保護(hù)系統(tǒng)，改善電廠控制系統(tǒng)的安全性和可靠性應(yīng)當(dāng)受到各方面的重視。
??? 1. 安全相關(guān)系統(tǒng)（Safety-related system）在國外有各種名稱，例如：安全儀表系統(tǒng)（safety instrumented system）、關(guān)鍵控制系統(tǒng)（Critical control system）、安全解決方案（Safety solutions）、故障安全系統(tǒng)（Fail safe system）、聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)（Interlock protection systems）等。
??? 安全相關(guān)的系統(tǒng)執(zhí)行必要的安全功能，以使被控對象達(dá)到或保持在安全狀態(tài)，并且同其他系統(tǒng)一起力圖使所要求的安全功能達(dá)到必需的安全完整性。它可以防止危險(xiǎn)事件的發(fā)生和減少危險(xiǎn)事件的影響（有關(guān)安全相關(guān)系統(tǒng)本身的故障或失效也導(dǎo)致危險(xiǎn)事件）。當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)事件時(shí)，安全相關(guān)系統(tǒng)將采取適當(dāng)?shù)膭?dòng)作和措施，防止被控對象進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)，避免危及人身安全和/或損傷設(shè)備。
??? 安全相關(guān)系統(tǒng)可以分為安全相關(guān)控制系統(tǒng)和安全相關(guān)保護(hù)系統(tǒng)。安全相關(guān)系統(tǒng)或功能可以是控制系統(tǒng)的一部分或控制系統(tǒng)的一個(gè)功能，例如：控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護(hù)功能，也可以是完全獨(dú)立的（Separated or independent）控制保護(hù)系統(tǒng)，安全相關(guān)系統(tǒng)通常包括以下各項(xiàng)（參見文獻(xiàn)2 , 3 ）：
??? o? 緊急停機(jī)系統(tǒng) -- Emergency shut-down systems （ESD）
??? o? 防火和氣體監(jiān)視系統(tǒng) -- Fire and gas systems （F&G）
??? o? 透平控制 -- Turbine control
??? o? 燃燒器管理 -- Burner management systems （BMS）
??? o? 機(jī)械安全聯(lián)鎖系統(tǒng) -- Machinery guard interlocking systems
??? 上述各項(xiàng)，在不同的工業(yè)領(lǐng)域或部門，可能有不同的定義和范圍，或者有其專用名稱，就火力發(fā)電廠而言，安全相關(guān)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括：
??? o? 爐膛安全監(jiān)視系統(tǒng)（FSSS--Furnace safeguard and supervisory system）或稱燃燒器管理系統(tǒng)（BMS--Burner management system），它包括了燃料安全系統(tǒng)（FSS--Fuel safety system）和燃燒器控制系統(tǒng)（BCS--Burner control system）
??? o? 汽機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)（ETS--Emergency trip system）
??? o? 汽機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)，它包括汽機(jī)或燃機(jī)起?？刂?、轉(zhuǎn)速/負(fù)荷控制，有時(shí)也包括超速保護(hù)和緊急跳閘功能
??? o? 消防和氣體監(jiān)視系統(tǒng)（Fire protection and gas monitor systems）
??? 現(xiàn)代大型火電機(jī)組的控制和保護(hù)系統(tǒng)中，究竟有哪些系統(tǒng)是與安全有關(guān)的，應(yīng)當(dāng)規(guī)定何種安全等級(jí)？是個(gè)有待研究和討論的問題。
??? 2. 為了促進(jìn)和規(guī)范安全相關(guān)的控制和保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用，國外一直致力于制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。歐洲國家處于領(lǐng)先地位，最早的安全相關(guān)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)于20世紀(jì)70年代誕生在德國，是有關(guān)鍋爐/燃燒器起?？刂频?。此后，隨著儀表控制技術(shù)和控制系統(tǒng)可靠性技術(shù)的發(fā)展，為適應(yīng)各種工業(yè)部門對安全相關(guān)系統(tǒng)性能要求的不斷提高，有關(guān)安全相關(guān)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)也不斷更新和完善，目前國際上常見的標(biāo)準(zhǔn)有：
??? DIN.V.19250? Control technology basic safety evaluation of measuring and control protective equipment
??? DIN.V.VDE 0801? Principles for computers in safety related systems (1991年)
??? IEC-61508-2000? Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems
??? ANSI/ISA.84.01.1996? Application of safety instrumented systems for the process industries
??? NFPA-85? Boiler and combustion systems hazards code （2001）
??? IEEE std 7-432-1993? IEEE standard for digital computers in safety systems of Nuclear Power generating station
??? 其中，ANSI/ISA.84.01.1996 已經(jīng)被美國OSHA（Occupational safety and health administration--職業(yè)安全和健康管理局）接受，廣泛應(yīng)用于北美。IEC 61508將在2002年8月份正式成為歐洲標(biāo)準(zhǔn)。我國是IEC的重要成員，全國工業(yè)過程測量和控制標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（TC124）也已確定IEC 61508將作為我國國家標(biāo)準(zhǔn)。
??? 3. 上世紀(jì)70年代中期以前，安全相關(guān)系統(tǒng)均由電磁繼電器組成，部分也采用固態(tài)集成電路構(gòu)成。80年代開始采用冗余的標(biāo)準(zhǔn)型可編程序控制器（PLC）。隨著對設(shè)備安全、人身安全和環(huán)境保護(hù)的要求越來越嚴(yán)格，各工業(yè)企業(yè)和儀表自動(dòng)化行業(yè)對過程安全功能，即有關(guān)安全系統(tǒng)的的功能安全給予了極大的關(guān)注。于是，80年代中期以后，伴隨著微電子技術(shù)和控制系統(tǒng)可靠性技術(shù)的發(fā)展，專門用于有關(guān)安全系統(tǒng)的控制器系統(tǒng)、安全型PLC和安全解決方案（Safety Solution）得到迅速發(fā)展和推廣。目前，比較知名的安全控制系統(tǒng)產(chǎn)品有：
??? ·Triconex?????? Tricon TMR safety and critical control system
???? Trident fault-tolerant control system
??? ·ICS Triplex???? Triple-modular redundant (TMR) control system
??? ·Honeywell????? FSC 2004D safety system
??? ·ABB August??? Triguard SC300E TMR product
??? Safeguard 400
??? ·Siemens??????? Teleperm XP AS620F fail-safe automation system
?????? Teleperm-ME AS220 EHF sail-safe automation system
??? ·Siemens/Moore? QUADLOG safety system???