海上石油火气系统检测评估实验平台及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种海上石油火气系统检测评估实验平台，包括火气控制系统，火气控制系统采用艾默生的DeltaV SIS系统，火气控制系统通过总线控制器和串口通讯卡连接有SLS1508逻辑控制器、两台PLUS、可寻址火灾控制盘、现场探测设备、现场消防设施、信号仿真系统和报警设备；火气控制系统接收现场探测设备的输入信号，执行预设的火气报警和动作逻辑，通过输出点对现场消防设施进行控制，根据火情的探测情况，设置报警设备的状态，在确认险情发生时，发出二级关断的指令。本发明专利技术中，以信号仿真系统模拟探测设备及模拟消防设施的仿真；包括：燃气探测器功能仿真、火焰探测器功能仿真、FM200系统功能仿真、消防水系统功能仿真、火气系统控制台功能仿真。

Experimental platform and method for detection and evaluation of offshore oil gas system

The invention discloses an evaluation system of offshore oil gas detection experiment platform, including fire control system, fire control system using DeltaV Emerson SIS system, fire control system through the bus controller and the serial communication card is connected with the SLS1508 logic controller, two PLUS, and the scene of the fire control panel addressing detection equipment, on-site fire facilities signal simulation system and alarm equipment; fire control system receives the input signal field detection equipment, perform logical preset alarm and anger action, on-site fire fighting facilities controlled by the output point, according to the situation of the fire detection and alarm equipment set state, in recognition of the danger, issued two shutdown command. In the invention, the simulation signal simulation system and Simulation of detection equipment of fire protection facilities; including: gas detector flame detector function simulation, functional simulation, FM200 system simulation, system simulation, fire fire water system console function simulation.

【技术实现步骤摘要】
海上石油火气系统检测评估实验平台及方法
本专利技术涉及一种海洋石油生产的检测系统，尤其涉及一种海洋石油火气系统检测评估实验台。
技术介绍
海洋石油生产装置常年矗立于海洋环境中，长期处于高腐蚀、高风险的环境中，受工程造价及生产环境的限制，一般情况下，具有设备排布紧密、生活区域与生产区域距离较近，逃生空间受限等高风险特点。对火灾和气体泄漏两项化工生产中常见险情的探测和控制显得尤为重要，所以在长期的海洋石油生产中，形成了一整套的安全仪表配置模式，在独立配置ESD作为安全仪表系统，直接对生产装置进行干预的同时，配置同等规模的FGS系统对火灾和气体泄漏进行探测，并启动消防设施对险情后果进行削减，同时配置了平台特有的二级关断机制，来应付已经发生火气险情，可以说海洋石油生产装置中所配置的火气系统远比陆地类似场合要复杂的多，功能也更为强大。由于处于运行状态的火气系统，感知较为敏感，维护人员在不经意间就可能导致大规模的系统关断，所以许多初入自控行业的技术人员很难认识和理解该类系统，另外针对火气系统的研究试验也无从进行。
技术实现思路
针对现有技术，本专利技术提供一种集系统仿真和研究试验于一体的海洋石油火气系统检测评估实验台。为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种海上石油火气系统检测评估实验平台，包括火气控制系统、可寻址火灾控制盘、现场探测设备、报警设备、现场消防设施和信号仿真系统；所述现场探测设备包括室内现场设备和室外现场设备；所述可寻址火灾控制盘与所述室内现场探测设备相连；所述火气控制系统采用艾默生的DeltaVSIS系统，所述艾默生的DeltaVSIS系统包括通过冗余以太网和交换机连接的多台工程师站、多台操作员站、DeltaV控制器和控制机柜，所述艾默生的DeltaVSIS系统通过串口通讯卡与所述可寻址火灾控制盘、室外现场探测设备以及信号仿真系统相连，所述报警设备以标准信号的型式接入所述艾默生的DeltaVSIS系统；所述艾默生的DeltaVSIS系统接收现场探测设备的输入信号，执行预设的火气报警和动作逻辑，通过输出点对现场消防设施进行控制，根据火情的探测情况，设置报警设备的状态，在确认险情发生时，发出二级关断的指令；所述可寻址火灾控制盘包括数字量输入模块、数字量输出模块、寻址控制面板、供电模块和外接通讯接口，其中，回路驱动模块与现场探测设备连接，所述数字量输入模块用于接收现场探测设备的DI信号或来自安全仪表系统ESD或生产过程控制系统PCS的输出信号；所述数字量输出模块用于对现场消防设施的控制和电气设备的关断控制；所述寻址控制面板用于逻辑算法的执行和计算，以及系统的设置和操作；所述供电模块为上述回路驱动模块、数字量输入模块和数字量输出模块提供电源；外接通讯接口用于将内置的以太网通讯数据流转换为RS-485格式通讯数据，实现与火气控制系统进行数据交换；所述室内现场探测设备至少包括感烟探测器和感温探测器，所述室外现场探测设备至少包括有毒气体探测器、火焰探测器、手动报警站、可燃气体探测器、易熔塞消防设施、门控单元；所述感烟探测器、感温探测器、手动报警站和门控单元均与所述回路驱动模块相连；所述可寻址火灾控制盘通过RS-485的通讯协议与所述火气控制系统中的串口驱动模块进行通信；所述信号仿真系统至少包括有燃气探测器信号仿真模块、消防水系统信号仿真模块和FM200灭火系统信号仿真模块；所述报警设备至少包括有平台状态灯和声光报警装置；所述现场消防设施至少包括有消防泵、消防水喷淋系统、FM200灭火系统和防火风闸，所述消防泵包括电动消防泵、应急消防泵和消防水增压泵。进一步讲，本专利技术海上石油火气系统检测评估实验平台，其中，所述可燃气体探测器包括DETRONIC的PIREC红外型气体探测器、GENERALMONITORS的IR2100型可燃气体探测器、Honeywell的OptimaPlus型可燃气体探测器、艾默生的Net-safety，MILLENNIUMII型可燃气体探头和GENERALMONITORS的S4000TH型可燃气体探头。所述火焰探测器包括DETRONIC的X3301型火焰探测器和GENERALMONITORS的FL4000H型火焰探测器。利用上述海上石油火气系统检测评估实验平台的控制方法，包括：1)以感烟探测器、感温探测器、有毒气体探测器、手动报警站、火焰探测器、可燃气体探测器和易熔塞消防设施为主的真实逻辑仿真；按照信号的来源设置有三个火区，分别为FZ-101、FZ-201和FZ-301，各火区针对不同类型的报警信号，产生各自的控制输出；具体如下：FZ-101火区针对的保护环境为某一房间内配置的两台感温探测器、两台感烟探测器、一台手动报警站、平台状态灯和声光报警装置，以可寻址火灾控制盘为主的室内火灾探测，由可寻址火灾控制盘负责执行既定火气逻辑，向火气控制系统发出DO信号、现场触发信号和来自火气控制系统控制台的远程释放/抑制信号；如果发生火灾或确认有现场FM200触发信号释放，则发出声光报警，将平台状态灯设置为红色闪烁，并开始30s的计时；如果在30s内未收到抑制信号，则发出FM200释放执行指令，进入FM200触发信号释放执行程序；FZ-201火区的保护场景是具有火灾和燃气泄漏风险的封闭性区域，该区域内配置了两台可燃气体探测器、两台火焰探测器、平台状态灯和声光报警装置，直接通过信号电缆接入火气控制系统,再加上远程释放信号由火气控制系统执行相关逻辑，控制火气输出；对燃气探测器和火焰探测器、远程释放信号和本地释放信号进行监测；如果有1台火焰探测器报警，相关现场报警指示灯亮起；如果有1台燃气探测器报警，相关现场报警指示灯亮起；如果有两台火焰探测器报警或远程释放信号触发或本地释放信号触发，则发出声光报警，火灾报警指示灯亮起，平台状态灯进入红色闪烁状态，FM20O灭火系统进入触发进程；若有两台燃气探测器报警，则发出声光报警，燃气泄漏指示灯亮起，平台进入黄色闪烁状态；FZ-301火区的保护对象是露天情况下具有火灾或燃气泄漏高风险的区域，设有12台火焰探测器、12台燃气探测器、消防水喷淋系统、平台状态灯和声光报警装置，对燃气探测器信号、火灾探测器信号及远程释放按钮信号进行监测；如果有两台火焰探测器报警或远程释放信号触发，则会触发火灾报警，平台状态灯进入红色闪烁状态，并进入消防水系统启动进程；若有两台燃气探测器报警，则会触发燃气泄漏报警，平台状态灯进入黄色闪烁状态；2)以信号仿真系统模拟探测设备及模拟消防设施的仿真；包括：燃气探测器功能仿真、火焰探测器功能仿真、FM200系统功能仿真、消防水系统功能仿真、火气系统控制台功能仿真；所述燃气探测器功能仿真包括针对单个探测器信号的通道值进行设置，以便触发单探测器报警和任意几个探测器的触发报警；一键按照气体泄漏的速度和趋势，逐步触发火区内所有的燃气探测器；探测器的复位功能所述火焰探测器功能仿真是通过组态画面，对任意火焰探测器的数值进行设置，将设置的内容传送至火气控制系统，并激发火气控制系统预设的火气保护逻辑；所述FM200系统功能仿真中将控制信号分为三类，其中，第一类为设置信号，包括FM2OO灭火系统的手/自动切换、FM200主/备切换、驱动N2瓶主/备切换；第二类为控制信号，包括N2瓶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海上石油火气系统检测评估实验平台，包括火气控制系统，其特征在于，该实验平台还包括可寻址火灾控制盘、现场探测设备、报警设备、现场消防设施和信号仿真系统；所述现场探测设备包括室内现场探测设备和室外现场探测设备；所述可寻址火灾控制盘与所述室内现场探测设备相连；所述火气控制系统采用艾默生的DeltaV SIS系统，所述艾默生的DeltaV SIS系统包括通过冗余以太网和交换机连接的多台工程师站、多台操作员站、DeltaV控制器和控制机柜，所述艾默生的DeltaV SIS系统通过串口通讯卡与所述可寻址火灾控制盘、室外现场探测设备以及信号仿真系统相连，所述报警设备以标准信号的型式接入所述艾默生的DeltaV SIS系统；所述艾默生的DeltaV SIS系统接收现场探测设备的输入信号，执行预设的火气报警和动作逻辑，通过输出点对所述现场消防设施进行控制，根据火情的探测情况，设置报警设备的状态，在确认险情发生时，发出二级关断的指令；所述可寻址火灾控制盘包括数字量输入模块、数字量输出模块、寻址控制面板、供电模块和外接通讯接口，其中，回路驱动模块与现场探测设备连接，所述数字量输入模块用于接收现场探测设备的DI信号或来自安全仪表系统ESD或生产过程控制系统PCS的输出信号；所述数字量输出模块用于对现场消防设施的控制和电气设备的关断控制；所述寻址控制面板用于逻辑算法的执行和计算，以及系统的设置和操作；所述供电模块为上述回路驱动模块、数字量输入模块和数字量输出模块提供电源；外接通讯接口用于将内置的以太网通讯数据流转换为RS‑485格式通讯数据，实现与火气控制系统进行数据交换；所述室内现场探测设备至少包括感烟探测器和感温探测器，所述室外现场探测设备至少包括有毒气体探测器、火焰探测器、手动报警站、可燃气体探测器、易熔塞消防设施、门控单元；所述感烟探测器、感温探测器、手动报警站和门控单元均与所述回路驱动模块相连；所述可寻址火灾控制盘通过RS‑485的通讯协议与所述火气控制系统中的串口驱动模块进行通信；所述信号仿真系统至少包括有燃气探测器信号仿真模块、消防水系统信号仿真模块和FM200灭火系统信号仿真模块；所述报警设备至少包括有平台状态灯和声光报警装置；所述现场消防设施至少包括有消防泵、消防水喷淋系统、FM200灭火系统和防火风闸，所述消防泵包括电动消防泵、应急消防泵和消防水增压泵。...

【技术特征摘要】
1.一种海上石油火气系统检测评估实验平台，包括火气控制系统，其特征在于，该实验平台还包括可寻址火灾控制盘、现场探测设备、报警设备、现场消防设施和信号仿真系统；所述现场探测设备包括室内现场探测设备和室外现场探测设备；所述可寻址火灾控制盘与所述室内现场探测设备相连；所述火气控制系统采用艾默生的DeltaVSIS系统，所述艾默生的DeltaVSIS系统包括通过冗余以太网和交换机连接的多台工程师站、多台操作员站、DeltaV控制器和控制机柜，所述艾默生的DeltaVSIS系统通过串口通讯卡与所述可寻址火灾控制盘、室外现场探测设备以及信号仿真系统相连，所述报警设备以标准信号的型式接入所述艾默生的DeltaVSIS系统；所述艾默生的DeltaVSIS系统接收现场探测设备的输入信号，执行预设的火气报警和动作逻辑，通过输出点对所述现场消防设施进行控制，根据火情的探测情况，设置报警设备的状态，在确认险情发生时，发出二级关断的指令；所述可寻址火灾控制盘包括数字量输入模块、数字量输出模块、寻址控制面板、供电模块和外接通讯接口，其中，回路驱动模块与现场探测设备连接，所述数字量输入模块用于接收现场探测设备的DI信号或来自安全仪表系统ESD或生产过程控制系统PCS的输出信号；所述数字量输出模块用于对现场消防设施的控制和电气设备的关断控制；所述寻址控制面板用于逻辑算法的执行和计算，以及系统的设置和操作；所述供电模块为上述回路驱动模块、数字量输入模块和数字量输出模块提供电源；外接通讯接口用于将内置的以太网通讯数据流转换为RS-485格式通讯数据，实现与火气控制系统进行数据交换；所述室内现场探测设备至少包括感烟探测器和感温探测器，所述室外现场探测设备至少包括有毒气体探测器、火焰探测器、手动报警站、可燃气体探测器、易熔塞消防设施、门控单元；所述感烟探测器、感温探测器、手动报警站和门控单元均与所述回路驱动模块相连；所述可寻址火灾控制盘通过RS-485的通讯协议与所述火气控制系统中的串口驱动模块进行通信；所述信号仿真系统至少包括有燃气探测器信号仿真模块、消防水系统信号仿真模块和FM200灭火系统信号仿真模块；所述报警设备至少包括有平台状态灯和声光报警装置；所述现场消防设施至少包括有消防泵、消防水喷淋系统、FM200灭火系统和防火风闸，所述消防泵包括电动消防泵、应急消防泵和消防水增压泵。2.根据权利要求1所述海上石油火气系统检测评估实验平台，其特征在于，所述可燃气体探测器包括DETRONIC的PIREC红外型气体探测器、GENERALMONITORS的IR2100型可燃气体探测器、Honeywell的OptimaPlus型可燃气体探测器、艾默生的Net-safety，MILLENNIUMII型可燃气体探头和GENERALMONITORS的S4000TH型可燃气体探头。3.根据权利要求1所述海上石油火气系统检测评估实验平台，其特征在于，所述火焰探测器包括DETRONIC的X3301型火焰探测器和GENERALMONITORS的FL4000H型火焰探测器。4.一种海上石油火气系统检测评估实验平台的控制方法，其特征在于，利用如权利要求1-3中任一海上石油火气系统检测评估实验平台，并包括：1)以感烟探测器、感温探测器、有毒气体探测器、手动报警站、火焰探测器、可燃气体探测器和易熔塞消防设施为主的真实逻辑仿真；按照信号的来源设置有三个火区，分别为FZ-101、FZ-201和FZ-301，各火区针对不同类型的报警信号，产生各自的控制输出；具体如下：FZ-101火区针对的保护环境为某一房间内配置的两台感温探测器、两台感烟探测器、一台手动报警站、平...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，路通，张海鹏，康宝林，王学良，王惠平，李雪，
申请(专利权)人：中海石油技术检测有限公司，中海油能源发展装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12