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HIMA HIQuad X 安全系统
时间: 2025-08-25浏览次数：
HIMA HIQuad X 安全系统
HIMA HIQuad X 安全系统
系统概述与定位
HIQuad X 是 HIMA 公司推出的可编程电子安全系统，作为拥有 30 余年应用历史的 HIQuad 系统的升级款，融合了成熟的 HIQuad I/O 技术与高性能 HIMax 系统架构，适用于对安全要求严苛且需保障系统可用性的场景（如过程工业、能源领域）。系统支持集中式与分布式部署，兼容包括本质安全型 SIL 3 模块在内的多种 I/O 模块，通过 SILworX 工程工具编程，核心满足 “失电跳闸（de-energize to trip）” 与 “得电跳闸（energize to trip）” 等安全功能需求。
典型应用场景
HIQuad X 主要面向过程工业及安全关键领域，典型应用包括：
连续与批量生产装置：如化工反应釜、制药生产线的安全联锁控制；
燃烧器与锅炉保护：实现火焰监测、超温超压紧急停机等安全功能；
油气管道：压力、流量异常检测与紧急截断控制；
其他需满足 SIL 3 安全等级的工业场景，如核电辅助系统、石化储罐区安全监控。
核心优势
（一）系统级优势
工程与运维效率提升
采用统一工程平台（SILworX），减少多工具切换成本；
支持应用程序、硬件配置及通信参数的快速重载（Reload），缩短故障恢复时间；
优化诊断功能（如模块状态实时监控、故障定位提示），降低维护与排障难度。
性能与灵活性优化
缩短系统循环周期（Cycle Times），提升实时控制响应速度；
加快 REAL 数据运算效率，满足高精度过程控制需求；
支持单回路（Mono）与冗余回路混合架构，灵活适配不同可用性需求，减少设备占地面积；
支持多任务处理，可同时运行最多 32 个应用程序，满足复杂控制逻辑拆分需求。
安全性与兼容性保障
延续 HIMA 成熟安全理念，满足最高 SIL 3 安全等级要求；
兼容 24 种现有 HIQuad I/O 模块，升级时无需更换 I/O 硬件及现场接线，降低改造成本与停机时间；
F-CPU 01 与 I/O 模块间无干扰运行，避免核心控制与信号采集相互影响；
模块间支持交叉连接，提升系统冗余度与可用性。
（二）现代化升级亮点
相比传统系统，HIQuad X 在升级场景中具备显著优势：
更短改造周期：无需重新部署 I/O 接线，减少现场施工工作量；
硬件复用率高：直接兼容原有 HIQuad I/O 模块，降低升级成本；
扩展能力增强：支持更长系统总线、更好的电磁兼容性（EMC 稳定性），适配复杂工业环境；
操作体验优化：改进的触觉反馈设计（如模块插拔手感、按钮操作反馈），提升运维便捷性。
系统架构与核心参数
（一）两大系统型号差异
HIQuad X 分为 H51X 与 H41X 两种型号，核心配置差异如下表：
型号 最大 I/O 扩展机架数 单系统最大 I/O 模块数 适用场景
H51X 16 个 256 个 大型复杂系统（如大型石化园区、多装置集中控制）
H41X 1 个 28 个 中小型系统（如单条生产线、独立设备安全控制）
（二）关键组件与功能
组件型号 类型 核心功能与参数
F-CPU 01 处理器模块 适用于 H51X/H41X，含 2 个 RJ-45 接口，支持 SIL 3 安全等级，实现核心控制逻辑运算
F-COM 01 通信模块 集成以太网、Profibus DP 与串行通信功能，含 2 个 RJ-45 接口、1 个 9 针 D-Sub 接口（含 2 路 RS 485），支持安全协议与标准协议
F-IOP 01 I/O 处理模块 SIL 3 等级，带冗余系统总线，负责 I/O 信号采集与控制指令执行
F-PWR 01 电源模块 输出 24 VDC/5 VDC，功率 50 W，适用于 H41X/H51X 系统主供电
F-PWR 02（可选） watchdog 电源模块 仅适用于 H51X 扩展机架，保障扩展单元稳定供电
F-BASE RACK 01 基础机架 19 英寸规格，4U 高度，适用于 H51X 系统
F-BASE RACK 02 基础机架 19 英寸规格，4U 高度，含 12 个 I/O 模块插槽，适用于 H41X 系统
F-FAN 01 系统风扇 19 英寸规格，1U 高度，为机架提供散热，保障模块稳定运行
通信功能与协议支持
（一）通信架构优势
硬件与连接灵活性
F-CPU 01 与 F-COM 01 均配备 2 个以太网接口，支持冗余通信；
F-COM 01 支持最多 10 个模块与 F-CPU 01 建立无干扰点对点连接，扩展通信容量；
支持完整 IP 地址段使用，可配置子网掩码与虚拟局域网（VLAN），实现网络分段隔离，提升通信安全性。
安全通信与系统互联
通过 SafeEthernet 安全协议 实现 HIMA 系统间安全通信，支持 HIQuad X 与 HIMax、HIMatrix 系统及 RIO（远程 I/O）的安全集成；
集成 HIPRO-S V2 协议，可与现有 HIQuad F 8627X 系统建立安全相关连接，保障老旧系统升级时的兼容性；
支持 PADT（编程调试工具）通过 SILworX 与系统通信，实现程序下载与诊断。
支持的通信协议分类
HIQuad X 的通信协议分为 “安全相关协议” 与 “标准协议”，分别通过不同模块实现：
协议类型 支持协议 实现模块 核心用途
安全通信协议 SafeEthernet、HIPRO-S V2、SNTP（时间同步） F-CPU 01/F-COM 01 系统间安全数据传输、时间同步、与老旧 HIQuad 系统互联
标准通信协议 Modbus TCP（主 / 从）、Profibus DP（从）、Modbus RTU（主 / 从）、COM User Task（CUT，自定义协议编程） F-COM 01 与第三方设备（如 SCADA 系统、HMI、智能仪表）的非安全数据交互
合规性与认证标准
HIQuad X 符合多项国际安全与工业标准，确保在全球不同地区与行业的合规应用，核心认证包括：
安全完整性标准：IEC 61508（最高 SIL 3）、IEC 61511（过程工业最高 SIL 3）、EN ISO 13849-1（最高 PL e）；
行业专用标准：EN 50156（铁路应用）、EN 298（燃烧器控制）、EN 12067（油气管道）、EN 54-2（火灾探测与报警）、NFPA 72/85/86（北美消防与锅炉标准）；
防爆标准：EN 60079-15（ATEX Zone 2，非防爆区域）；
网络安全标准：IEC 62443（SL1，待发布）。
总结
HIQuad X 作为 HIMA 安全系统的升级款，核心价值在于 **“安全与可用性兼顾、升级与兼容并重”**：既满足最高 SIL 3 安全等级需求，又通过灵活架构、快速重载、优化诊断提升系统可用性；同时兼容现有 HIQuad I/O 模块与通信协议，大幅降低老旧系统升级成本，适用于各类对安全与效率有高要求的工业场景。
