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2015年安全工程師《管理知識》:危險源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
?。ǘ┲卮笪kU源實時監(jiān)控預(yù)警技術(shù)
1.計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成原理
重大危險源計算機(jī)實時監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的主體框架如圖4-3所示。
圖4-3中危險源對象是指工業(yè)生產(chǎn)過程中所需的以及各種生產(chǎn)場所擁有的設(shè)施或設(shè)備,如罐區(qū)、庫區(qū)、生產(chǎn)場所等對象。這些對象有各種易燃、易爆、毒性等危險物質(zhì),對安全生產(chǎn)和人身安全構(gòu)成了極大的威脅。它們的特性參數(shù)是重大危險源監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)所要關(guān)注的主要參數(shù),將這些參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,轉(zhuǎn)換成計算機(jī)所能識別的信號,利用計算機(jī)對重大危險源進(jìn)行檢測、監(jiān)視、預(yù)警和控制,預(yù)防重大事故的發(fā)生,實現(xiàn)安全生產(chǎn)。
要達(dá)到重大危險源的計算機(jī)自動檢測和自動控制的目的,還應(yīng)將主計算機(jī)所計算出的結(jié)果動態(tài)反饋到危險源對象上去,由執(zhí)行機(jī)構(gòu)對危險源對象的各種參數(shù)進(jìn)行控制,使之運行在安全范圍以內(nèi)。計算機(jī)控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖4-4所示。
眾所周知,表征工業(yè)生產(chǎn)過程特性的物理參數(shù)(危險源對象)大部分是模擬信號,或者是開關(guān)量信號,而計算機(jī)采用的是數(shù)字信號。為此,兩者之間必須采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(D/A),以實現(xiàn)這兩種信號之間的轉(zhuǎn)換。盡管各種工業(yè)生產(chǎn)過程、危險源對象多種多樣,但對其實施控制的計算機(jī)卻大同小異。
2.危險源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
應(yīng)用系統(tǒng)安全工程的理論、觀點和方法,結(jié)合過程控制、自動檢測、傳感器、計算機(jī)仿真、數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)通信等理論與實踐技術(shù),構(gòu)成易燃、易爆、有毒重大危險源監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。
首先從危險源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開始,分析哪些因素是造成事故的原因,找到需要采集的危險源對象和參數(shù)。
將標(biāo)準(zhǔn)信號通過數(shù)據(jù)采集裝置,轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能夠識別的數(shù)字信號,用于控制或預(yù)警系統(tǒng)的后處理。
數(shù)據(jù)采集裝置可以是數(shù)據(jù)采集卡、單片機(jī)或PLC,它往往可以同時采集多路標(biāo)準(zhǔn)信號。如果需采集的標(biāo)準(zhǔn)信號很多,也可以選用多個數(shù)據(jù)采集裝置。
有的系統(tǒng)需要采用數(shù)據(jù)采集裝置所采集來的數(shù)據(jù),且監(jiān)控計算機(jī)可能與數(shù)據(jù)采集裝置相距很遠(yuǎn),因而需要采用遠(yuǎn)距離通信技術(shù)將數(shù)采裝置采集的數(shù)字信號傳送到較遠(yuǎn)的監(jiān)控計算機(jī)上。必要的時候,還要采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將其連成局域網(wǎng)。整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采取分布式層級結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)框圖如圖4-5所示。
3.計算機(jī)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)
重大危險源對象大多數(shù)時間運行在安全狀況下。監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的目的主要是監(jiān)視其正常情況下危險源對象的運行情況及狀態(tài),并對其實時和歷史趨勢作一個整體評判,對系統(tǒng)的下一時刻做出一種超前(或提前)的預(yù)警行為。因而在正常工況下和非正常工況下應(yīng)該有對危險源對象及參數(shù)的記錄顯示、報表等功能。
?。?)正常運行階段。正常工況下,危險源運行模擬流程,進(jìn)行主要參數(shù)(溫度、壓力、濃度、油/水界面、泄漏檢測傳感器輸出等)的數(shù)據(jù)顯示、報表、超限報警,并根據(jù)臨界狀態(tài)判據(jù)自動判斷是否轉(zhuǎn)入應(yīng)急控制程序。
?。?)事故臨界狀態(tài)。當(dāng)被實時監(jiān)測的危險源對象的各種參數(shù)超出正常值的界限時,如不采取應(yīng)急控制措施,就會引發(fā)火災(zāi)、爆炸及重大毒物泄漏事故。在這種狀態(tài)下,監(jiān)控系統(tǒng)一方面給出聲、光或語言報警信息,由應(yīng)急決策系統(tǒng)顯示排除故障系統(tǒng)的操作步驟,指導(dǎo)操作人員正確、迅速恢復(fù)正常工況,另一方面發(fā)出應(yīng)急控制指令(例如,條件具備時可自動開啟噴淋裝置,使危險源對象降溫,自動開啟泄放閥降壓,關(guān)閉進(jìn)料閥制止液位上升等);或者當(dāng)可燃?xì)怏w傳感器檢測到危險源對象周圍空氣中的可燃?xì)怏w濃度達(dá)到閾值時,監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)將及時報警,同時還能根據(jù)檢測的可燃?xì)怏w的濃度及氣象參數(shù)(風(fēng)速、風(fēng)和、氣溫、氣壓、溫度等)傳感器的輸出信息,快速繪制出混合氣云團(tuán)在電子地圖上的覆蓋區(qū)域、濃度預(yù)測值,以便采取相應(yīng)的措施,防止火災(zāi)、毒物的進(jìn)一步擴(kuò)大。
(3)事故初始階段。如果上述預(yù)防措施全部失效,或因其他原因致使危險源及周邊空間起火,為及時控制火勢,應(yīng)與消防措施結(jié)合,可從兩個方面采取補(bǔ)救措施:①應(yīng)用“早期火災(zāi)智能探測與空間定位系統(tǒng)”及時報告火災(zāi)發(fā)生的準(zhǔn)確位置,以便迅速撲救;②自動啟動應(yīng)急控制系統(tǒng),將事故抑制在萌芽狀態(tài)。
小結(jié):本講講述了重大危險源的評價與監(jiān)控內(nèi)容;要求重點學(xué)習(xí)重大危險源的評價方法;重大危險源的監(jiān)控措施。
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