? 在二十世紀最后20年里，我國火力發(fā)電廠的自動化水平有了很大的提高，微機分散控制系統(tǒng)（DCS）已經得到廣泛應用，為確保機組電廠安全、經濟運行作出了貢獻。
??? 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)設計原則（參見文獻1），新世紀火力發(fā)電廠自動化的發(fā)展將著重于以下幾個方面：
??? o? 進一步擴展DCS的功能范圍，實現一體化；采用先進的控制軟件和優(yōu)化軟件，以進一步發(fā)揮DCS的效能。
??? o? 進一步擴大DCS物理分散的應用，以減少電纜費用。
??? o? 實現全廠輔助車間和系統(tǒng)的聯網和統(tǒng)一監(jiān)控，減少值班人員。
??? o? 提高電廠管理的自動化水平，完善電廠管理和監(jiān)控信息系統(tǒng)的功能。
??? 上述設計原則的目標是進一步降低工程造價，提高電廠的經濟性和綜合管理水平，似乎并未涉及或特別強調進一步提高控制系統(tǒng)的安全性和可靠性。實際上，進入新世紀后，面對廠網分開、競價上網、電力市場激烈競爭的形勢，各發(fā)電企業(yè)，在提高電廠經濟性的同時，也將對電廠運行的可靠性和安全性提出更高的要求。
??? 首先，保證電廠設備和人身安全，提高電廠可用率，不僅能確保提供穩(wěn)定的高質量的電能，而且能延長設備運行壽命、減少電廠的維修費用，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，我們正在承擔東南亞和中東地區(qū)電廠建設項目，其特點是以天然氣或油作為燃料；同時我國也正大力建設大型燃氣-蒸汽聯合循環(huán)電廠或燃機電廠，這必然涉及到防火、防爆、防漏的安全監(jiān)視和控制。從長遠發(fā)展來看，國家隊環(huán)境保護、勞動安全和防護也將要提出越來越嚴格的要求。因此，適時地學習和應用國際上的有關標準，研究電廠中安全相關的控制保護系統(tǒng)，改善電廠控制系統(tǒng)的安全性和可靠性應當受到各方面的重視。
??? 1. 安全相關系統(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）、聯鎖保護系統(tǒng)（Interlock protection systems）等。
??? 安全相關的系統(tǒng)執(zhí)行必要的安全功能，以使被控對象達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到必需的安全完整性。它可以防止危險事件的發(fā)生和減少危險事件的影響（有關安全相關系統(tǒng)本身的故障或失效也導致危險事件）。當發(fā)生危險事件時，安全相關系統(tǒng)將采取適當的動作和措施，防止被控對象進入危險狀態(tài)，避免危及人身安全和/或損傷設備。
??? 安全相關系統(tǒng)可以分為安全相關控制系統(tǒng)和安全相關保護系統(tǒng)。安全相關系統(tǒng)或功能可以是控制系統(tǒng)的一部分或控制系統(tǒng)的一個功能，例如：控制系統(tǒng)的聯鎖保護功能，也可以是完全獨立的（Separated or independent）控制保護系統(tǒng)，安全相關系統(tǒng)通常包括以下各項（參見文獻2 , 3 ）：
??? o? 緊急停機系統(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? 機械安全聯鎖系統(tǒng) -- Machinery guard interlocking systems
??? 上述各項，在不同的工業(yè)領域或部門，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，安全相關系統(tǒng)應當包括：
??? 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? 汽機緊急跳閘系統(tǒng)（ETS--Emergency trip system）
??? o? 汽機或燃氣輪機控制系統(tǒng)，它包括汽機或燃機起停控制、轉速/負荷控制，有時也包括超速保護和緊急跳閘功能
??? o? 消防和氣體監(jiān)視系統(tǒng)（Fire protection and gas monitor systems）
??? 現代大型火電機組的控制和保護系統(tǒng)中，究竟有哪些系統(tǒng)是與安全有關的，應當規(guī)定何種安全等級？是個有待研究和討論的問題。
??? 2. 為了促進和規(guī)范安全相關的控制和保護系統(tǒng)的設計、制造和應用，國外一直致力于制定相關的標準。歐洲國家處于領先地位，最早的安全相關系統(tǒng)的標準于20世紀70年代誕生在德國，是有關鍋爐/燃燒器起?？刂频摹４撕螅S著儀表控制技術和控制系統(tǒng)可靠性技術的發(fā)展，為適應各種工業(yè)部門對安全相關系統(tǒng)性能要求的不斷提高，有關安全相關系統(tǒng)的標準也不斷更新和完善，目前國際上常見的標準有：
??? 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，廣泛應用于北美。IEC 61508將在2002年8月份正式成為歐洲標準。我國是IEC的重要成員，全國工業(yè)過程測量和控制標準委員會（TC124）也已確定IEC 61508將作為我國國家標準。
??? 3. 上世紀70年代中期以前，安全相關系統(tǒng)均由電磁繼電器組成，部分也采用固態(tài)集成電路構成。80年代開始采用冗余的標準型可編程序控制器（PLC）。隨著對設備安全、人身安全和環(huán)境保護的要求越來越嚴格，各工業(yè)企業(yè)和儀表自動化行業(yè)對過程安全功能，即有關安全系統(tǒng)的的功能安全給予了極大的關注。于是，80年代中期以后，伴隨著微電子技術和控制系統(tǒng)可靠性技術的發(fā)展，專門用于有關安全系統(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???