TSXPLUS系統(tǒng)在可燃?xì)怏w報警系統(tǒng)的應(yīng)用介紹

（天津渤海石化有限公司，天津300452）

1 前言

近年來，我國社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，化工行業(yè)發(fā)展速度也逐漸加快，但在化工安全中還存在一定的問題，為了減少各種氣體中毒人員傷亡事故，國家要求可燃?xì)怏w控制系統(tǒng)應(yīng)為單獨的控制系統(tǒng)。

2 丙烯生產(chǎn)過程中的報警系統(tǒng)

天津渤海石化有限公司是天津渤海化工集團(tuán)直屬大型國有全資子公司，擁有60萬t/a丙烷脫氫制丙烯（PDH）生產(chǎn)線，是國內(nèi)重要的丙烯產(chǎn)品供應(yīng)商。

此公司的丙烯生產(chǎn)工藝過程中，應(yīng)用了天然氣、氧氣、丙烯、一氧化碳、氯氣等多種易燃易爆氣體和有毒有害氣體。生產(chǎn)現(xiàn)場依據(jù)不同生產(chǎn)部位物料的種類，安裝布置了天然氣、氧氣、丙烯、一氧化碳、氯氣等多種可燃?xì)怏w傳感器和有毒氣體報警儀，用于測量空氣中不同氣體的含量。這些測量信號的傳感器與控制器及分布在現(xiàn)場的各種報警器、警示燈等組成一個報警系統(tǒng)（GDS系統(tǒng)），以感知判斷環(huán)境是否安全，設(shè)備是否正常工作、管道是否泄漏。GDS系統(tǒng)保證人員的生命安全、設(shè)備的正常使用以及生產(chǎn)的順利運行。

3 選用TSXPLUS系統(tǒng)

在生產(chǎn)線建設(shè)時，這個系統(tǒng)GDS是與承擔(dān)生產(chǎn)過程控制的DCS系統(tǒng)融合為一體的，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大以及國家對安全要求的提高、公司對安全生產(chǎn)的重視，公司對GDS系統(tǒng)進(jìn)行了改造，將整個GDS系統(tǒng)從DCS系統(tǒng)中獨立出來，成為單獨的一套控制系統(tǒng)，同時保留與DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，方便操作人員掌握現(xiàn)場的各種信息。選用了TSXPLUS系統(tǒng)實現(xiàn)整個GDS系統(tǒng)的控制功能。

3．1 集中控制

現(xiàn)場的可燃（有毒）氣體傳感器及報警器分布區(qū)域廣跨度大，依據(jù)設(shè)備的集聚度劃分為罐區(qū)和主裝置區(qū)兩個區(qū)域，兩個控制室的信號分別通過光纖與主控制室的控制柜相連，由主控室實現(xiàn)集中控制。（見圖1）

3．2 連接方式

TSXPLUS系統(tǒng)支持各個機(jī)架的星型和總線型兩種拓展連接方式，此項目分布在三處的四個機(jī)架以安裝在P101柜的主機(jī)架為中心，采用星型連接的方式，用單模光纖連接成一個完整的系統(tǒng)。每個機(jī)架上有3個相互冗余的BI通訊板卡，用于實現(xiàn)各個機(jī)架上IO板卡與處理器PM01間的數(shù)據(jù)鏈路連接,是機(jī)架擴(kuò)展的接口卡。每個板卡上有A、B、C 3個SFP類型的光纖接口，這樣3個BI板卡可以與另外的3個機(jī)架同時進(jìn)行三重冗余的數(shù)據(jù)交換。

本項目中，P01柜中的擴(kuò)展機(jī)架EC01中的3個BI板卡上都采用A光纖接口與主機(jī)架MC01中的A組光纖口用3m的光纖跳線直接相連，實現(xiàn)此擴(kuò)展機(jī)架與主機(jī)架間的數(shù)據(jù)通訊。

圖1 布局圖

主機(jī)架BI板卡的B組和C組光纖接口通過光纖跳線都連接到光纖盒101，由連接101光纖盒的光纖通往主控制室，分別連接到主控制室的301光纖盒和302光纖盒。連接301光纖盒的跳線一端與來自主機(jī)架B組光纖口光纖鏈路相連接，另一端連接到P301控制柜內(nèi)的擴(kuò)展機(jī)架的A組光纖接口，完成此擴(kuò)展機(jī)架的連接。從罐區(qū)來的光纖連接到302光纖盒，與來自主機(jī)架C組光纖口光纖鏈路相連接，在罐區(qū)控制室內(nèi)連接到光纖盒201，通過光纖跳線連接到罐區(qū)擴(kuò)展機(jī)架的A組光纖接口上，完成此擴(kuò)展機(jī)架的連接。

TSXPLUS系統(tǒng)的三重冗余處理器PM01是整個系統(tǒng)的“大腦”，只能安裝在主機(jī)架MC01對應(yīng)的槽位中。IO板卡在主機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架中都可以安裝。通訊板卡CM01是TSXPLUS系統(tǒng)與系統(tǒng)外以通訊方式進(jìn)行信息交換的通道，包括與工程師站和操作員站的通訊，與其他設(shè)備基于COM口連接的通訊以及與GPS的系統(tǒng)的校時通訊等。通訊板卡CM01也只能安裝在主機(jī)架MC01中。此項目中安裝了2個CM01通訊板卡，分別安裝在不同的槽位上，是相互備用的關(guān)系。

此項目工程師站和操作員站安裝在主控制室中，需要用帶光纖接口的交換機(jī)301、302將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，用光纖跳線、光纖，跨過光纖盒301、光纖盒101、帶光纖接口的交換機(jī)101、102，再轉(zhuǎn)換成電信號采用超五類網(wǎng)線用RJ45水晶接頭直接與CM01板卡的2個網(wǎng)段的網(wǎng)口相連，形成冗余的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)工程師站、操作員站與TSXPLUS系統(tǒng)的通訊連接。

3．3 人工操作

此系統(tǒng)接入可燃（有毒）氣體傳感器信號，在系統(tǒng)中進(jìn)行邏輯處理，當(dāng)氣體濃度值達(dá)到報警限值時，在操作員畫面信息報警區(qū)有警示提醒出現(xiàn)，同時在輔操臺中對應(yīng)區(qū)域的燈會亮起并以固定頻率閃爍。此信號報警值恢復(fù)到正常值時，報警信息中有相應(yīng)的提示信息出現(xiàn)，警示燈不會熄滅，當(dāng)操作人員按下輔操臺上的確認(rèn)按鈕或者在操作畫面上按下確認(rèn)按鈕時，警示燈才會滅掉。

此報警系統(tǒng)在生產(chǎn)正常時不用人工監(jiān)視干預(yù)，只在現(xiàn)場信號有報警時才需要人工干預(yù)處理，操作人員在值班時不需要一直在此系統(tǒng)工位值守，可以將注意力集中在過程生產(chǎn)的DCS系統(tǒng)上。

4 總結(jié)

TSXPLUS系統(tǒng)可以很方便的與第三方設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊交換,編程支持ST、LD、FBD三種格式的編程語言，F(xiàn)B功能塊，系統(tǒng)編制功能塊方便快捷簡單，易于學(xué)習(xí)掌握。