皮尔磁：聚焦氢能未来，功能安全与信息安全并行
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皮尔磁：聚焦氢能未来，功能安全与信息安全并行
氢气（H₂）作为能源转型和可持续能源体系的重要组成部分，正在绿氢生产、运输及终端应用等环节中发挥关键作用。在推动氢能产业规模化发展的过程中，确保全链条的安全可控成为核心前提。皮尔磁（Pilz）深耕氢能领域，依托其在功能安全与自动化技术方面的深厚积累，提供覆盖可再生能源制氢、氢气输送及终端应用的全面解决方案。通过认证组件、高可靠性传感技术以及全生命周期服务，皮尔磁致力于为氢能产业的安全发展提供坚实保障。
氢气介质的固有安全风险
氢气的物理特性决定了其在工业应用中具有较高的安全管控难度。其爆炸极限宽泛（体积占比4%~78%），点火能量极低（仅40μJ），极易引发燃烧和爆炸。此外，氢分子体积小，可通过微小缝隙扩散，泄漏隐蔽性强，尤其在密闭空间中容易快速积聚，带来火灾和爆炸风险。液态氢泄漏还可能造成低温冻伤。
在探测方面，氢火焰几乎不可见，因此行业普遍采用紫外线/红外线传感器或热梯度测量法进行检测。其中，热梯度测量法因不受燃料类型影响，具备更高的可靠性。
合规框架：法规与标准体系
目前，氢能领域尚未形成统一的专项法规，但已建立起多层次的标准体系，为合规实施提供支撑。
- 欧盟通用法规：ATEX 2014/34/EU 防爆指令和 2014/68/EU 压力设备指令构成基础合规要求。2027年1月生效的欧盟新版机械法规将对氢能设备的安全设计提出更高要求。VDMA标准体系在行业内具有重要参考价值。
- 场景专项标准：加氢站遵循 ISO 19880-1、EN 17127、SAE J2601；水电解制氢装置则依据 ISO 22734，明确组件与材料的测试要求。
- 功能安全通用标准：EN ISO 13849、EN IEC 62061、EN IEC 61508 和 EN IEC 61511 构成核心标准体系，涵盖安全功能定义、安全完整性等级（SIL/PL）以及全生命周期管理要求。
功能安全：生产运营的核心保障
在氢能领域，功能安全通过安全相关控制系统实现全生命周期的风险管理，涵盖风险分析、验证、调试与运维等环节。
- 安全压力监测：通过压力变送器采集工艺参数，并由安全控制器进行限值比对，一旦超限即触发安全响应，防止超压事故。
- 安全温度监测：在加氢加注等场景中尤为关键。SAE J2601 标准对加注温度控制提出了明确要求。通过故障安全型模拟输入模块与认证软件功能块，可确保温度始终处于安全范围内，满足相应安全等级。
工业信息安全：数字化场景的防护屏障
随着氢能系统数字化程度的提升，工业信息安全已成为功能安全不可或缺的一部分，其核心目标是防止未经授权的访问和恶意篡改。
主流防护措施包括身份与访问管理、分级权限控制、网络分段隔离、安全远程维护以及数据保护等。针对人为操作失误和误用风险，可通过 RFID 身份识别、顺序化操作引导与安全控制器相结合，确保只有授权人员按照规程操作。
典型场景的核心安全功能
不同氢能应用场景的风险特征各异，安全功能设计需精准匹配。
- 电解槽：需配置电压电流监测、气体与火焰检测、紧急停止功能，以防范氢氧混合与电气风险。
- 蒸汽重整制氢：依据 ISO 16110-1 标准，涵盖电磁兼容（EMC）防护、压力监测与防爆要求，通过燃烧器管理系统实现工艺热量的安全控制。
- 加氢站：需配备温压监测、泄漏检测、火焰检测与紧急停机功能，加注操作需严格遵循 SAE J2601 标准。
- 固定式燃料电池：依据 IEC 62282-3-100 标准，覆盖压力设备、废气排放与电气安全要求。
- 氢内燃机：通过混合比例安全监测、泄漏检测与氢含量限值（最高 40%）控制，确保运行安全。
针对氢能全产业链中不同规模与安全需求，皮尔磁提供涵盖功能安全与工业信息安全的完整解决方案。安全小型控制器 PNOZmulti 2 适用于各类氢能场景，实现安全功能的控制与监控；自动化系统 PSS 4000 则面向大型氢能工厂，满足多输入输出点位的集中功能安全管控。两款产品均通过 EN IEC 61511 标准认证，达到 SIL 3 安全等级，符合 EN IEC 61508 标准要求。
在信息安全方面，皮尔磁提供符合 IEC 62443 标准的身份与访问管理（I.A.M.）方案，覆盖用户身份验证、操作模式选择、数据与网络安全等维度，有效防范控制网络遭受未授权访问与篡改。从风险识别到系统防护，皮尔磁全方位助力氢能产业实现安全、高质量发展，为绿色能源转型提供坚实支撑。
皮尔磁中国
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网址：www.pilz.com.cn
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