安全控制系统课件

④符合下列条件之一的场所宜选择火焰探测器火灾时有强烈的火焰辐射；无阴燃阶段的火灾（如液体燃烧火灾等）；需要对火焰作出快速反应。⑤符合下列条件之一的场所不宜选择火焰探测器可能发生无焰火灾；在火焰出现前有浓烟扩散；探测器的镜头易被污染；探测器的镜头“视线”易被遮挡；探测器易被阳光或其他光源直接或间接照射；在正常情况下有明火作业以及X射线、光等影响。④符合下列条件之一的场所宜选择火焰探测器1⑥在下列场所宜选择可燃气体探测器使用管道煤气或天然气的场所；煤气站和煤气表房以及存贮液化石油气罐的场所；其他散发可燃气体和可燃蒸气的场所；有可能产生一氧化碳气体的场所，宜选择一氧化碳气体探测器。⑦探测器的组合：装有联动装置，自动灭火系统以及用单一探测器不能有效确认火灾的场合，宜采用感烟探测器、感温探测器、火焰探测器（同类型或不同类型）的组合。⑥在下列场所宜选择可燃气体探测器2(5)线型火灾探测器的选择①无遮挡大空间或特殊要求的场所宜选择红外光束感烟探测器。②下列场所或部位宜选择缆式线型定温探测电缆隧道、电缆竖井、电缆夹层、电缆桥架等；配电装置、开关设备、变压器等；各种皮带输送装置；控制室、计算机室的闷顶内、地板下及重要设施隐蔽处等；其他环境恶劣不适合点型探测器安装的危险场所。③下列场所宜选择空气管式线型差温探测器可能产生油类火灾且环境恶劣的场所；不易安装点型探测器夹层、闷顶。(5)线型火灾探测器的选择36.3.4火灾报警的设备安装要求(1)火灾探测器的设置数量和布局火灾探测器的设置和布局，要科学、合理、经济，做到既能有效探测火灾，又可节省火灾探测器的数量。设置火灾探测器时，应满足下述条件：①点型火灾探测器的设置数量和布局探测区域内每个房间至少设置一只火灾探测器；感烟、感温火灾探测器的保护面积A和保护半径R以及安装间距。6.3.4火灾报警的设备安装要求(1)火灾探测器的设置数4②火灾报警系统分级：②火灾报警系统分级：5③火灾探测器选择：房间高度（m）感烟探测器感温探测器火焰探测器一级二级三级12<H≦20不适合不适合不适合不适合适合8<H≦12适合不适合不适合不适合适合6<H≦8适合适合不适合不适合适合4<H≦6适合适合适合不适合适合H≦4适合适合适合适合适合③火灾探测器选择：房间高度（m）感烟探测器感温探测器火焰探6第7章FSC安全控制系统介绍为了最大限度地保护生产装置和人身安全，避免恶性事故的发生，减少损失，需要提供一种高度可靠的安全保护手段，这种手段就是安全系统。安全系统有时又称为紧急停车系统(EmergencyShutDownsystem，ESD)。安全控制系统定义为：“它是由传感器、逻辑解算单元和最终控制元件组成的控制系统，设计用于当生产过程的预定条件受到冲击时，自动地将其置于安全状态”。安全系统在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护操作期间对生产装置提供安全保护。一旦当工厂装置本身出现危险，或由于人为原因而导致危险时，系统立即做出反应并输出正确信号，使装置安全停车，以阻止危险的发生或事故的扩散。第7章FSC安全控制系统介绍为了最大限度地保护生产装置7对安全系统的基本要求是：安全系统的硬件应与担负常规控制的控制系统相互独立，物理上完全分离；安全系统必须具有完善的诊断测试手段，包括对硬件(中央处理模块、输入/输出模块、I/O总线、通信模块等)和软件(操作系统、用户逻辑等)的测试。安全系统相对于控制系统是一个“在线、静态”系统。在正常工况下，它仅监视站场的运行，对生产过程不产生任何影响。当站场工况出现涉及安全的异常时，其将按照预先设计的程序使站场紧急关闭。在站场运行时，其不允许被旁路或取代。对安全系统的基本要求是：安全系统的硬件应与担负常规控制的控制87.1.1IEC61508《电子/电气/可编程电子安全相关系统的功能性安全》第1部分一般要求第2部分电子/电气/可编程电子安全相关系统（E/E/PES）要求第3部分软件要求第4部分定义和术语缩写第5部分第1部分应用指南第6部分第2部分、第3部分应用指南第7部分技术和方法参考书目7.1安全系统相关标准7.1.1IEC61508《电子/电气/可编程电子安全相97.1.2IEC61511《Functionalsafety：SafetyinstrumentedSystemsfortheprocess

industrysector》第1部分:构成、定义、系统、硬件和软件要求第2部分:IEC61511-1的应用指导方针第3部分:SIL等级的确定方针7.1.2IEC61511《Functionalsaf107.1.3ANSI/ISA-S84.01《过程工业安全仪表系统的应用》7.1.4美国化学工程师协会、化学过程安全中心《化学过程安全自动化指导》7.1.5DINV19250《可编程安全系统》7.1.6API《海上石油平台有关基本安全系统的分析、设计、安全和测试》7.1.7英国健康与安全委员会《可编程电子系统》7.1.8SH/T3108--2003《石油化工仪表安全设计规范》7.1.9SY/T10045—2003《工业生产过程中安全仪表系统的应用》7.2IEC61508与IEC61511的应用范围7.1.3ANSI/ISA-S84.01《过程工业安全11安全控制系统课件12IEC61508基本上是面向安全控制系统的制造和供应商的，IEC61511则是面向过程工业安全控制系统的设计者、集成者以及用户的。IEC61508基本上是面向安全控制系统的制造和供应商的，13安全控制系统课件147.3安全控制系统的地位和作用IEC61511标准对过程工业控制和安全管理提供了一个分层描述。它的内核是工艺流程或生产装置，首先要建立基本过程控制系统（BasicProcessControlSystems）对过程对象进行控制，如DCS/PLC/RTU等控制系统。它的外面是安全防护层（Prevention），这其中就包括了安全控制系统（SafetyInstrumentedControlSystems），即我们常说的ESD系统。7.3安全控制系统的地位和作用IEC61511标准对过程工15这些预定条件包括压力、温度高限等工艺参数。安全系统检测出潜在的危险工艺状态，通过组态的联锁逻辑控制现场控制设备，保护工业设备和人员的安全；下一层是减灾（Mitigation），它也包括了安全仪表控制系统，即火灾和可燃气体安全控制系统。再外层就是消防等紧急响应系统等。这些预定条件包括压力、温度高限等工艺参数。安全系统检测出潜在16安全控制系统课件17将安全功能和常规控制功能用不同的控制器来完成有很多方面的考虑，主要有三点：故障独立：如果控制系统故障，这时恰恰需要安全系统对生产装置的安全做出保障。如果把它们的功能用同一套控制系统实现，就可能同时丧失控制功能。安全可靠（Security）：常规控制系统相对来说会经常地改变控制因素，比如改变控制参数，改变控制模式，以及改变控制方案等等。从安全可靠性来说，其要求并不是十分严格。而对安全系统则不然，改变设定值，改变控制逻辑可能有严格限制，必须遵循特定的审批制度，得到授权才能进行。对控制器的安全要求：用于安全系统的控制器有特殊的性能指标要求，比如其诊断能力要在95%以上，获得认证的故障安全（Fail-safe）响应能力，特定的软件错误检测、数据存储保护和故障容错要求等等。这种特殊的安全性和可靠性的性能指标是一般控制系统不具备的或者说不需要的。将安全功能和常规控制功能用不同的控制器来完成有很多方面的考虑187.4安全控制系统的特点安全控制器和常规的PLC有相似之处，它们都能完成逻辑和数学计算，都有输入输出卡件，对输入信号扫描并按照特定的控制逻辑驱动现场最终控制元件，也都有数字通讯端口。但是常规的PLC从设计上并不具备故障容错和故障安全的性能，这是它们的最基本区别。简要归纳安全控制系统的几个特点：7.4安全控制系统的特点安全控制器和常规的PLC有相似之19(1)它要达到两个重要目标：要有极高的安全性（Safety）和有效性（Availability），即使出现故障，也要用冗余等措施使系统工作正常。故障只能是以可预见的、安全方式出现。(2)着重内部诊断，将硬件和软件相结合，检测出系统本身的异常操作，检测出99%以上内部元器件的潜在危险故障；要采用一系列特殊的技术保证软件的可靠性；冗余配置，即使部件出现故障时也要保持正常操作；对通过数字通讯端口的任何读写要有非常高的安全可靠保证。(1)它要达到两个重要目标：20(3)在系统设计时采用故障模式、影响和诊断分析（FailureModes,EffectsandDiagnosticAnalysis，FMEDA），研究、测试系统中的每个部件会出现怎样的故障，以及系统怎样检测出这些故障。(4)要通过第三方的权威认证，比如TÜV认证，以便满足国际标准对安全和可靠性的严格要求。(3)在系统设计时采用故障模式、影响和诊断分析（Failu217.5安全生命周期IEC61508是关于电气、电子和可编程电子设备（Electrical,electronicandprogrammableelectronicequipment，E/E/PE）功能安全（Functionalsafety）的国际标准。该标准包含了对E/E/PE设备构成安全相关系统（Safety-relatedsystem）时的要求，特别涵盖了E/E/PE安全相关系统的安全功能发生故障时面对的危险，即“功能安全”问题。7.5安全生命周期IEC61508是关于电气、电子和可编22IEC61508/61511提供了一个安全生命周期（SafetyLifecycle）的模型，规定了从工艺流程的危险性分析（Hazard&RiskAnalysis）、安全要求（OverallSafetyRequirements），到方案确定（Realization），以及实施（Operation）三个阶段（Phase）不同的工作要求和责任。即安全仪表系统完成从概念设计到停运的全过程IEC61508/61511提供了一个安全生命周期（Saf23安全控制系统课件247.6安全控制系统的结构形式用作安全系统的安全PLC可分为两大类，一类为基于表决的系统；另一类为基于自诊断测试的系统。7.6.1基于表决的系统系统硬件通常为三重或四重化冗余配置，通过择多表决器来决定最终结果。这类系统典型的有美国ICS的Regent系统[TMR(TripleModularRedundancy)+HIFT(HardwareImplementedFaultTolerant)]、英国AugustSystems的CS300E系统[TMR(TripleModularRedundancy)+SIFT(SoftwareImplementedFaultTolerant)]等。7.6安全控制系统的结构形式用作安全系统的安全PLC可分为25TMR即模块化三重冗余，是指在系统的冗余性设计中，关键电路都实行了三重化，各通道相互独立，但又同时完成同一功能。3个独立电路的输出经过择多(3选2)表决器表决后作为系统的最终输出。HIFT代表硬件实现容错，SIFT代表软件实现容错。它们是两种不同的技术路线，前者系统响应快，而后者硬件较简化，两者均可用在由微处理器构成的容错系统中。如果在三重化配置的冗余处理器中任何一个处理器出现故障，择多表决器会自动地摒弃故障电路的输出，系统继续向过程输出由择多表决器表决出的值。系统可自动检测出发生故障的模块，记上标志并使之与系统隔离。可用新模块在线替换故障模块，使系统恢复正常工作。TMR即模块化三重冗余，是指在系统的冗余性设计中，关键电路都26采用TMR技术的系统，可有两种运行方式配置，即3-2-1-0方式和3-2-0方式。安全系统的典型配置为3-2-0方式。3-2-0方式又称为故障—安全方式，在系统正常运行时使用3个电路；当其中一个电路故障时，系统依靠剩下两个电路继续运行，直到故障模块被更换，所接负载带电（励磁，Energize）；若在更换前又有一个电路故障，输出失电，则系统安全停车。采用TMR技术的系统，可有两种运行方式配置，即3-2-1-0277.6.2基于自诊断测试的系统此类系统具有特殊的硬件设计，借助于安全性诊断测试(DiagnosticallyTestedforSafety,DTS)技术来保证安全性。系统对每一个与安全性有关的部件(中央模块、输入/输出模块、I/O总线等)均进行测试。对元器件设计的工作原理是“正常—工作”、“故障—断开”，两者必居其一。此类系统典型的有德国HIMA的H-50系统、荷兰P&F的FSC系统等。它对元器件及电路设计的要求极高，但元器件数量的减少使出现故障的可能性也减少了。7.6.2基于自诊断测试的系统此类系统具有特殊的硬件设计，28此类系统可根据安全性要求采用单配置或冗余配置。冗余配置是多种多样的，可以仅为中央单元采用冗余配置，可以是中央单元和部分输入/输出电路采用冗余，也可以是系统全部硬件冗余。在某些应用场合(如德国DIN标准安全要求等级AK5以下)，冗余配置的此类系统具有一定的容错性。当出现故障时，单通道系统可继续工作一段时间(由用户定义，一般小于72h)。在此期间，在线更换故障模块，然后使系统恢复正常工作。若未及时修复，则系统安全停车。谈到故障，必须弄清显性(Active)故障和隐性故障的区别和影响。此类系统可根据安全性要求采用单配置或冗余配置。冗余配置是多种29对于显性故障(例如系统断电等)，由于故障的出现使数据产生变化，通过比较可立即检测出，系统可据此自动产生矫正作用[如使正常得电的(NormalEnergized,NE)元件失电]，进入安全状态。显性故障不影响系统的安全性，仅影响系统的可用性。显性故障被划为无损害故障(FailToNuisance,FTN)。对于隐性故障(例如输入/输出放大器短路)，由于它开始并不影响到数据，故仅能通过自动测试程序方可检测出来。它不会使正常得电的元件失电，故被划为危险故障(FailToDanger,FTD)。它影响系统的安全性但不影响可用性。对于显性故障(例如系统断电等)，由于故障的出现使数据产生变化30在一个多通道系统中，每个故障均可通过对系统数据连续地进行比较而被检测到。隐性故障的检测和处理是安全系统的重要内容，即使是采用3取2或7取5表决系统也不能减少为检测隐性故障而采取的措施。安全PLC的设计和制造目标就是使系统具有零隐性故障(FTD)，并且不存在过多影响可用性的显性故障(FTN)。在一个多通道系统中，每个故障均可通过对系统数据连续地进行比较31下面给出安全控制器的几种原理结构形式（如下列三图所示）：1oo1D结构下面给出安全控制器的几种原理结构形式（如下列三图所示）：1o32安全控制系统课件332oo3结构2oo3结构341001结构为1选1，1002结构为2选1，2002结构为2选2，2003结构为3选2，D表示诊断（Diagnostic）1oo1D和1oo2D结构是基于诊断的技术，1oo1D将控制器通道和诊断通道连接在一起，当相关的故障被检测到以后，诊断电路可以将控制输出信号强制置于失电（非励磁，Deenergize）状态，诊断技术可以将危险的故障转换为安全故障。1oo2D结构是1oo1D的双重化配置，两套控制通道的输出并联在一起，提供了1oo2的安全功能和2oo2的有效性。1001结构为1选1，1002结构为2选1，2002结构为2352003是基于表决的三重冗余技术，从输入模件经主处理器到输出模件完全三重化。输入模件中的每个分电路读入过程数据、对数据进行比较，并将读入的数据送到各个主处理器；主处理器对输入数据进行处理并执行各种算法，计算出输出值，然后将数据传送至输出模件；输出模件对数据进行表决，将最接近现场的数据发出。2003是基于表决的三重冗余技术，从输入模件经主处理器到输出36安全控制系统课件377.7安全等级的概念及确定安全等级（SafetyClass）。在IEC61508中给出了安全生命周期的工作流程，其中包含了安全完整性等级SIL的确定方法。安全等级的选择是由工艺流程或生产装置的安全要求决定的。一个装置的危险性越高，所要求的安全等级越高。装置的潜在危险由下式确定：危险（Risk）＝危险发生的概率（Probability）×危险的后果Consequences）7.7安全等级的概念及确定安全等级（SafetyClas38减少危险的措施（riskreductionmeasures，RRM）包括降低危险的概率（即采用ESD系统），或者减轻危险发生的后果（即采用F&G系统）。IEC61508将各种危险减少措施归纳为三类：E/E/PE安全相关系统即ESD和F&G系统基于其它技术的安全相关系统即压力泄压阀（安全阀）外部风险减少手段即实施工作许可证等规章制度减少危险的措施（riskreductionmeasure39下表是IEC安全完整性等级SIL的具体规定：SafetyIntegritylevel(SIL)AverageprobabilityoffailuretoperformitsdesignfunctionondemandRiskreductionfactor(RRF)4between10-5and10-4>10,0003between10-4and10-31,000～10,0002between10-3and10-2100～1,0001between10-2and10-110～100下表是IEC安全完整性等级SIL的具体规定：Safety40安全控制系统课件41后果的严重程度风险存在的频度防止故障的其它可能性系统故障造成危险的可能性S1：轻微伤害A1：少到频繁G1：有限W1：很低S2：1人死亡A2：频繁到持续G2：几乎没有W2：低S3：超过1人死亡W3：相对高S4：灾难后果的严重程度风险存在的频度防止故障的其它系统故障造成危险42不同的安全等级对安全系统的软硬件配置的要求是不同的。确定安全等级（AK1~8）的步骤归纳如下：确定危险的后果严重程度；确定在危险区域内危险出现的频繁程度；确定故障导致的危险是否能够通过其它方法，即外部的危险减少措施，予以防止；确定对安全系统出现故障率的要求。从工程实践来说，化工、石化和电力行业所需的安全等级一般为AK5/AK6。不同的安全等级对安全系统的软硬件配置的要求是不同的。43DIN（AK等级）/IEC（SIL等级）标准的对照：DIN（AK等级）/IEC（SIL等级）标准的对照：44安全控制系统课件457.8安全系统适用的领域通常在下述应用领域需设置安全仪表系统：过程保护过程隔离压力控制或减压系统(紧急放空)井隔离火灾检测可燃气检测电气隔离消防等7.8安全系统适用的领域通常在下述应用领域需设置安全仪表系46第8章输气干线自动控制系统8.1概述川气东送管道工程自动控制系统采用了以计算机为核心的监控及数据采集（SupervisoryControlAndDataAcquisition简称SCADA）系统。SCADA系统由1个调度控制中心（湖北管道分公司）、1个后备控制中心（北京天然气分公司）、5个输气管理处监视终端、25个站控系统（SCS——StationControlSystem）、20个远程终端装置（RTU——RemoteTerminalUnit）构成。第8章输气干线自动控制系统8.1概述47调度控制中心对各站SCS站控系统和RTU线路截断阀室进行数据采集和监控，各站SCS站控系统和阀室的RTU完成站场的监控及自动联锁保护等任务，并接受和执行调度控制中心下达的命令。调度控制中心对各站SCS站控系统和RTU线路截断阀室进行48调度控制中心和后备控制中心同时接收25座站控系统SCS和20座远控线路截断阀室RTU上传的数据。调度控制中心与各SCS、RTU通过管线专用光缆通讯系统采用点对点方式进行数据通信。调度控制中心与SCS之间采用DDN专线作为备用通信信道，RTU不设备用信道。调度控制中心和后备控制中心同时接收25座站控系统SCS和49后备控制中心与湖北输气管理处通过DDN专线进行数据通信，湖北输气管理处与各SCS通过管线专用光缆通讯系统采用点对点方式进行数据通信，与RTU之间通过管线专用光缆通讯系统采用点对点方式进行数据通信。湖北输气管理处与SCS、RTU没有备用信道。正常情况下调度控制中心负责全线自动化控制和调度管理，在调度控制中心故障或发生战争、自然灾害等情况下后备控制中心接管全线SCADA系统监控。后备控制中心与湖北输气管理处通过DDN专线进行数据通信，湖50各管理处监视终端是SCADA的远程操作站，通过管线专用光缆通讯系统与调控中心SCADA系统进行数据通信。控制水平：在调度控制中心完成对全线各个站场的统一监控、调度和管理等任务。控制模式：SCADA系统按控制级别分为调控中心控制级、站控制级和就地控制级三级操作模式。其操作方式为：在正常情况下，输气干线各站场和终端接收站由调控中心对其进行远程调度、监视、管理与控制，操作权限在调控中心，当主调度控制中心发生故障或系统检修时，切换到后备控制中心。各管理处监视终端是SCADA的远程操作站，通过管线专用光缆51当数据通信系统发生故障或调控中心SCADA主机系统发生故障时，各站场的操作人员在调控中心授权下可获得SCS系统的操作权限，对站内生产工艺过程进行全面监控。而在设备检修或事故处理时，可采用就地手动操作控制。当数据通信系统发生故障或调控中心SCADA主机系统发生故障52系统中重要部分为冗余设置。当发生故障时，能自动进行故障切换，自动对系统的数据进行备份。在正常情况下，系统数据采集采用点对点周期扫描方式。系统中有突变事件或特殊请求发生时（如发布操作命令、状态变化、对某一局部重点监控、发生报警等），系统将中断周期扫描，采用命令优先和逢变则报方式工作，优先保证重要数据/命令的传输，确保系统的实时性。SIS系统采用独立的、符合IEC61508SIL3要求的安全系统。系统中重要部分为冗余设置。当发生故障时，能自动进行故障切换，538.2SCADA系统构成8.2SCADA系统构成548.2.1调控中心SCADA系统结构框图8.2.1调控中心SCADA系统结构框图558.2.2SCADA系统调控中心的主要功能数据采集和处理；下达调度和操作命令；显示动态工艺流程；报警和事件管理；历史数据的采集、归档和趋势显示；报表生成和打印；标准组态用软件和用户生成的用软件的执行；8.2.2SCADA系统调控中心的主要功能数据56时钟同步；具有对输气过程实时模拟及对操作人员进行培训的能力；压力和流量调节；输气过程优化；仪表和系统的故障诊断和分析；网络监视及管理；主备通信通道的自动切换；贸易结算管理；全线紧急关断；管线泄漏检测；电力系统监控时钟同步；578.2.3典型站场自动控制系统构成8.2.3典型站场自动控制系统构成588.2.4典型RTU阀室自动控制系统构成8.2.4典型RTU阀室自动控制系统构成598.2.5站自动控制系统主要功能采集站内工艺运行参数，将其传输至调度控制中心系统；执行调度控制中心下发的指令；全站的启动、停止控制；站紧急停车控制，在站场发生超压、火灾等紧急情况下关闭站场；外输压力、流量控制；站场逻辑自动控制，站内所有可控阀门的自动及远程手动控制；工艺流程图、站运行参数、设备状态显示；8.2.5站自动控制系统主要功能采集站内工艺运行参数，60参数的实时、历史趋势图显示；数据归档处理、存储及管理；报警、事件信息显示、记录、自动打印；与第三方系统或智能设备通讯火灾、可燃气报警管理参数的实时、历史趋势图显示；618.2.6RTU阀室主要功能采集站内工艺运行参数，将其传输至调度控制中心系统；执行调度控制中心下发的指令；线路紧急截断阀控制；阀室供电系统监视站场逻辑自动控制，站内所有可控阀门的自动及远程手动控制；数据归档处理、存储及管理；报警、事件信息记录；与第三方系统或智能设备通讯；可燃气体的监视和报警8.2.6RTU阀室主要功能采集站内工艺运行参数，将其传628.3单体设备控制8.3.1气动阀控制8.3单体设备控制8.3.1气动阀控制63安全控制系统课件64（1）控制功能远程正常开、关阀功能，通过控制电磁阀7（NC）实现；远程ESD关阀功能，通过控制电磁阀8（NC）实现；80%阀开度测试，通过控制电磁阀6（NO）实现；现场手轮操作阀门；电磁阀失电、仪表风失气，阀门故障关。（1）控制功能远程正常开、关阀功能，通过控制电磁阀7（NC65（2）控制过程开阀：仪表风正常、压力为5bar，电磁阀6失电、电磁阀8已复位并上电；电磁阀7上电，气缸充压，阀门打开；关阀：仪表风正常、压力为5bar，电磁阀6失电、电磁阀8已复位并上电；电磁阀7失电，气缸泄压，阀门关闭；ESD关阀：电磁阀8失电，气缸泄压，阀门关闭；电磁阀8失电后自锁开关动作，需现场复位后，方可重新上电；80%阀开度测试：仪表风正常、压力为5bar，电磁阀8已复位并上电、电磁阀7上电，阀门处于全开状态；触发测试开关11，接通电磁阀6电源，气缸泄压，阀门开始关闭至80%开度，80%开度阀位开关动作，断开电磁阀6电源，气缸重新开始冲压，阀门打开。（2）控制过程开阀：仪表风正常、压力为5bar，电磁阀6失66（3）信号开、关阀命令：由站控PLC输出1个DO信号，驱动1个控制继电器，控制电磁阀7上电或失电。DO信号为“1”、继电器触点闭合、电磁阀接通24VDC电源、气缸充气、阀打开；反之，DO信号为“0”、继电器触点断开、电磁阀失电、气缸放气、阀关闭。该命令为保持信号；（3）信号开、关阀命令：由站控PLC输出1个DO信号，驱67ESD关阀命令：由站控ESD输出1个DO信号，驱动1个控制继电器，控制电磁阀8上电或失电。DO信号为“1”、继电器触点闭合、电磁阀接通24VDC电源、气缸充气、阀打开；反之，DO信号为“0”、继电器触点断开、电磁阀失电、气缸放气、阀关闭。该命令为保持信号；ESD关阀命令：由站控ESD输出1个DO信号，驱动1个控制6880%开度测试命令：由站控PLC输出1个DO信号，驱动1个控制继电器，控制电磁阀6上电或失电。DO信号为“1”、继电器触点闭合、电磁阀接通24VDC电源、气缸放气、阀开始关闭，当检测到80%阀位后、DO输出为0，电磁阀失电、气缸充气，阀打开；反之，DO信号正常为“0”时、继电器触点断开、电磁阀失电、阀保持原控制状态。80%开度测试命令：由站控PLC输出1个DO信号，驱动1个69检测信号：可提供全开、全关、80%阀位信号，全部为无源触点开关信号。所有气动阀，均允许远程开、关阀门操作，远程ESD关阀操作，远程80%阀位动作测试。执行机构为电源、气路失效关闭型，即站控系统失电或压缩空气失压后阀门关闭。检测信号：可提供全开、全关、80%阀位信号，全部为无源触点开708.3.2气液联动阀站场应用的气液联动阀主要用于站ESD阀和站紧急放空阀，全部纳入ESD系统控制，选用的执行机构不带电子控制单元。线路截断阀室应用的气液联动阀主要用于管线截断阀，选用的执行机构带电子控制单元。气液联动阀的操作直接利用管道天然气驱动液压缸动作，旋转开启或关闭阀，电磁阀由远控系统控制。8.3.2气液联动阀站场应用的气液联动阀主要用于站ESD阀71安全控制系统课件72（1）带电子单元控制功能的执行机构（1）带电子单元控制功能的执行机构731)控制功能远程正常关阀功能，通过控制电磁阀27（NC）、30（NO）实现；远程正常开阀功能，通过控制电磁阀28（NC）、30（NO）实现；远程ESD关阀功能，通过控制ESD电磁阀30（NO）实现；电子单元控制关阀功能，通过控制电子单元（20）内置电磁阀实现；远程开阀限制功能，通过气动阀23（NO）自锁实现；现场液压手泵操作阀门；现场气动开关操作阀门。1)控制功能远程正常关阀功能，通过控制电磁阀27（NC）、742)控制过程开阀：远程/本地开关置于远程，ESD电磁阀30上电中断气路，气动阀23失气中断气路，气动阀22失气导通开阀气路，气动阀18失气中断气路，关阀电磁阀27未上电中断关阀气路，开阀电磁阀28上电导通气路，开阀气缸充压，推动叶片逆时针旋转，阀门打开；2)控制过程开阀：远程/本地开关置于远程，ESD电磁阀3075正常关阀：远程/本地开关置于远程，ESD电磁阀30上电中断气路，气动阀23失气中断气路，气动阀22失气导通开阀气路，气动阀18失气中断气路，开阀电磁阀28未上电中断开阀气路，关阀电磁阀27上电导通气路，关阀气缸充压，推动叶片顺时针旋转，阀门关闭；正常关阀：远程/本地开关置于远程，ESD电磁阀30上电中断气76ESD关阀：ESD电磁阀30失电导通气路，气动阀23接通气源导通气路并锁定，气动阀22接通气源并中断开阀气路，气动阀18接通气源并导通关阀气路，关阀气缸充压，推动叶片顺时针旋转，阀门关闭。自动关阀：电子单元20内置电磁阀上电导通气路，气动阀23接通气源导通气路并锁定，气动阀22接通气源并中断开阀气路，气动阀18接通气源并导通关阀气路，关阀气缸充压，推动叶片顺时针旋转，阀门关闭。ESD关阀：ESD电磁阀30失电导通气路，气动阀23接通气源773)信号开阀命令：由站控ESD输出1个DO信号，驱动1个控制继电器，保持ESD电磁阀上电。由站控PLC输出1个DO信号，驱动1个控制继电器，控制电磁阀28上电。DO信号为“1”、继电器触点闭合、电磁阀接通24VDC电源、开阀气缸充气、阀打开。该命令为保持信号；关阀命令：由站控ESD输出1个DO信号，驱动1个控制继电器，保持ESD电磁阀上电。由站控PLC输出1个DO信号，驱动1个控制继电器，控制电磁阀27上电。DO信号为“1”、继电器触点闭合、电磁阀接通24VDC电源、关阀气缸充气、阀关闭。该命令为保持信号；3)信号开阀命令：由站控ESD输出1个DO信号，驱动1个78ESD关阀命令：由站控ESD输出1个DO信号，驱动1个控制继电器，控制电磁阀30失电。DO信号为“0”、继电器触点断开、电磁阀失电、关阀气缸充气、阀关闭。该命令为触发信号。远程/本地信号：在执行机构上设有1个远程/本地控制选择开关，远程位置—允许远程正常开、关阀、ESD关阀，本地—允许ESD关阀、自动关阀。为无源触点信号。阀位信号：阀全开、阀全关，为无源触点信号。ESD关阀命令：由站控ESD输出1个DO信号，驱动1个控制79（2）不带电子单元控制功能的执行机构（站场应用）（2）不带电子单元控制功能的执行机构（站场应用）801)控制功能远程正常关阀功能，通过控制电磁阀17（NC）、20（NC）实现；远程正常开阀功能，通过控制电磁阀18（NC）、20（NC）实现；远程开阀限制功能，通过ESD电磁阀20（NC）失电自锁实现；远程ESD关阀功能，通过控制自锁电磁阀20（NC）实现；现场液压手泵操作阀门；现场气动开关操作阀门。1)控制功能远程正常关阀功能，通过控制电磁阀17（NC）、812)控制过程开阀：远程/本地开关置于远程，ESD电磁阀20已复位并上电导通气路，气动阀27气源接通并导通开阀气路，气动限制阀21气源接通并中断关阀气路，关阀电磁阀17未上电中断关阀气路，开阀电磁阀18上电导通气路，开阀气缸充压，推动叶片逆时针旋转，阀门打开；2)控制过程开阀：远程/本地开关置于远程，ESD电磁阀2082正常关阀：远程/本地开关置于远程，ESD电磁阀20已复位并上电导通气路，气动阀27气源接通并导通开阀气路，气动限制阀21气源接通并中断关阀气路，开阀电磁阀18未上电中断开阀气路，关阀电磁阀17上电导通气路，关阀气缸充压，推动叶片顺时针旋转，阀门关闭；ESD关阀：ESD电磁阀失电中断气路，气动阀27失气中断开阀气路，气动限制阀21失气接通关阀气路，关阀气缸充压，推动叶片顺时针旋转，阀门关闭。正常关阀：远程/本地开关置于远程，ESD电磁阀20已复位并上833)信号开阀命令：由站控ESD输出1个DO信号，驱动1个控制继电器，保持ESD电磁阀上电。由站控PLC输出1个DO信号，驱动1个控制继电器，控制电磁阀18上电。DO信号为“1”、继电器触点闭合、电磁阀接通24VDC电源、开阀气缸充气、阀打开。该命令为保持信号；3)信号开阀命令：由站控ESD输出1个DO信号，驱动1个84关阀命令：由站控ESD输出1个DO信号，驱动1个控制继电器，保持ESD电磁阀上电。由站控PLC输出1个DO信号，驱动1个控制继电器，控制电磁阀17上电。DO信号为“1”、继电器触点闭合、电磁阀接通24VDC电源、关阀气缸充气、阀关闭。该命令为保持信号；关阀命令：由站控ESD输出1个DO信号，驱动1个控制继电器85ESD关阀命令：由站控ESD输出1个DO信号，驱动1个控制继电器，控制电磁阀20失电。DO信号为“0”、继电器触点断开、电磁阀失电、关阀气缸充气、阀关闭。该命令为触发信号。远程/本地信号：在执行机构上设有1个远程/本地控制选择开关，远程位置—允许远程正常开、关阀、ESD关阀，本地—允许ESD关阀。为无源触点信号。阀位信号：阀全开、阀全关，为无源触点信号。ESD关阀命令：由站控ESD输出1个DO信号，驱动1个控制868.3.3电动阀本项目中所有不具备仪表风的站场，工艺控制阀门采用电动执行机构控制。开关型电动执行器选用ROTORKIQ或IQT系列智能执行机构，调节型电动执行器选用ROTORKIQM系列智能执行机构。8.3.3电动阀本项目中所有不具备仪表风的站场，工艺控制阀87安全控制系统课件88安全控制系统课件89（1）主要控制功能本地控制，通过现场“远程/停止/本地”开关选择，可现场电动或手动操作开、关阀门；远程控制，可提供开阀、关阀、停阀、紧急停阀、开阀连锁和关阀连锁功能；就地指示，通过液晶显示窗，显示阀位、报警、扭矩、诊断信息等远程指示，提供1个监控继电器，输出综合报警状态信号；提供4个电子继电器，可分别组态为阀门状态、报警信息等，通常选用：全开、全关、过扭矩、运行电源掉相保护；用红外遥控器，无需开盖进行非接触设定。（1）主要控制功能本地控制，通过现场“远程/停止/本地”开90（2）控制过程远程开阀：现场控制方式选择开关处于“远程”，开阀控制端子35上电，执行机构动作，阀门打开；远程关阀：现场控制方式选择开关处于“远程”，关阀控制端子33上电，执行机构动作，阀门关闭；远程停阀：现场控制方式选择开关处于“远程”，停阀控制端子34上电，执行机构停止动作，阀门停止；ESD关阀：ESD关阀控制端子25上电，执行机构动作，阀门关闭；（2）控制过程远程开阀：现场控制方式选择开关处于“远程”，91（3）常用信号开阀命令：由站控PLC输出1个DO信号，直接驱动执行机构开命令信号35。DO信号可分为保持、触发形式，上电方式可分为内供电、外供电，须与执行机构信号选择、接线方式匹配；关阀命令：由站控PLC输出1个DO信号，直接驱动执行机构关命令信号33。DO信号可分为保持、触发形式，上电方式可分为内供电、外供电，须与执行机构信号选择、接线方式匹配；（3）常用信号开阀命令：由站控PLC输出1个DO信号，直92停阀命令：可由站控PLC输出1个DO信号，直接驱动执行机构开命令信号34，或采用中断开、关阀命令信号的方式，取决于开、关阀命令信号的形式；检测信号：可提供综合报警、全开、全关、过扭矩、运行等信号，全部为无源触点开关信号。停阀命令：可由站控PLC输出1个DO信号，直接驱动执行机构938.3.4调压系统压力调节系统用来调节来自干线的天然气压力，以满足用户需求。同时，通过引入流量监控信号，保证对下游用户的供气流量不超过合同规定的最大值。站场设置N+1路压力调节系统，N用1备。每路压力调节系统由1台安全截断阀+1台监控气动调节阀＋1台气动（或电动）工作调节阀串联组成。工作调节阀的控制信号来自调压阀后压力变送器。当调节阀后压力低时，自动启用备用回路；当调节阀后压力升高达到监控调压器设定压力时，监控调压器自动投用，保证对下游用户的连续供气。若此时调节阀后压力继续升高达到安全紧急截断阀设定压力时，回路安全紧急截断阀关闭，确保对下游供气的安全，安全截断阀关闭后需要在现场人工复位。8.3.4调压系统压力调节系统用来调节来自干线的天然气压力94当下游供气压力在正常范围内，提供给下游用户的天然气流量可能超过合同限定的最大值，将无法保证对其它用户的正常供气。此时，由流量控制器而不是压力控制器控制调节阀开度，限制对下游用户的供气量。本项目压力监控系统自成体系，由专用PLC对多回路压力调节系统进行控制。通过编程完成单回路安全紧急截断阀压力超高关闭控制，对工作调压阀进行PID控制，对下游供气进行压力、流量选择控制，对多回路压力调节系统进行回路选择控制。当下游供气压力在正常范围内，提供给下游用户的天然气流量可能超95安全控制系统课件96（1）紧急截断阀控制直接控制紧急截断阀远控电磁阀，电磁阀失电，阀门关闭。（2）工作调压阀控制通过4~20mA输出信号，对工作调压阀执行机构进行PID控制，同时对调节阀的阀位、报警等参数进行检测。（1）紧急截断阀控制97（3）设定值选择压力调节系统各单元的设定值选择首先考虑下游设备、管线的安全运行，其次考虑给用户的供气连续性，最后结合所用设备的控制精度进行设定值选择。通常紧急截断阀的最大设定值不超过下游设备、管线的设计压力，监控调压阀的最大设定值比较紧急截断阀的设定值低5%~10%，工作调压阀的设定值比较监控调压器的设定值低5%~10%。（3）设定值选择压力调节系统各单元的设定值选择首先考虑下游98（4）回路选择控制（厂家提供资料）（4）回路选择控制（厂家提供资料）99按厂家提供的逻辑图，控制方式为：备用回路为固定回路，可由操作员选定；首先判断是否有ESD命令，检测到ESD命令信号，关闭所有SAV阀；无ESD命令，回路允许的最大流量与站总流量进行比较，决定投用的回路数量；工作调压阀根据设定压力进行调节；若工作调压阀故障，监控调压器开始工作；若调节压力大于回路设定压力，启动备用回路按厂家提供的逻辑图，控制方式为：备用回路为固定回路，可由操作1008.3.5计量系统气体计量采用超声波流量计，N用1备。当1路出现故障时，通过开关流量计下游相对应的球阀，选择工作回路。为保证流量计计量准确度，设有流量计在线校准接口。8.3.5计量系统气体计量采用超声波流量计，N用1备。101流量计不直接接受控制命令，其被动接受选择控制。流量计不直接接受控制命令，其被动接受选择控制。1028.3.6燃料气撬站场设置燃料气系统，用于给加热炉、燃气发电机、站内生活用气提供满足压力要求的燃料气，燃料气回路采用1对1设置。燃料气系统主要包括回路控制阀、安全紧急截断阀、自力式调压器、电加热器、涡轮流量计等。燃料气系统控制自成体系，其安全控制纳入站控系统控制.8.3.6燃料气撬站场设置燃料气系统，用于给加热炉、燃气发103安全控制系统课件1048.4站场自动控制原则川气东送天然气管道SCADA系统的控制水平将达到在调度控制中心完成对全线各个站场和终端接收站的监控、调度、管理等任务。SCADA系统按控制级别分为调控中心控制级、站控制级和就地控制级三级操作模式。其操作方式为：在正常情况下，输气干线各站场和终端接收站由调控中心对其进行远程调度、监视、管理与控制。当数据通信系统发生故障或调控中心主计算机系统发生故障时，各站场的SCS获取控制权，可对站内生产工艺过程进行全面监控。而在设备检修或事故处理时，可采用就地手动操作控制。8.4站场自动控制原则川气东送天然气管道SCADA系统的105仅以上海末站PID图为例，参照自动控制方式，介绍天然气站场的控制方式。上海末站作为川气东送天然气管道的终点站，是全线最大的计量站之一。站内共设计有1座清管收球筒、3路串联安装的旋风分离器和过滤分离器、4路12″超声波流量计、6路8″压力调节系统、1套自用气撬，设有冗余站控PLC系统1套、独立ESD系统1套、独立压力监控系统1套及相应的火气系统、阴保系统、火炬点火系统等。其主要控制功能如下：仅以上海末站PID图为例，参照自动控制方式，介绍天然气站场106要控制功能如下：8.4.1站场紧急关闭在站内发生紧急情况或重大事故的情况下，应立即自动关闭进、出站紧急截断阀（ESDV121、122），使干线与站场分隔开，之后可自动打开紧急放空阀（BDV101、102），将站内天然气全部放空。以保证站场人员、设备、管线的安全。站SIS系统接收到任意站ESD命令后，同时关闭进、出口阀ESDV121/122、安全紧急截断阀SSV101A/B/C/D/E/F、关闭燃料气系统；进、出口阀ESDV121/122全关到位后，自动打开紧急放空阀（BDV101/102），关闭工作调压阀PV101A/B/C/D/E/F。要控制功能如下：8.4.1站场紧急关闭107紧急关闭由站SIS系统负责，可通过调控中心远程、站控HMI、站场本地ESD开关触发ESD命令。ESD命令发出、执行完成后，系统必须经人工确认后方可投用，在站SIS系统盘上应设置有复位按钮开关。紧急关闭由站SIS系统负责，可通过调控中心远程、站控HMI1088.4.2站场正常关闭在站内需要进行停气检修、较长时间需要中断向下游供气时，可将站场关闭，站内气体不需要放空。站控系统接收到任意站正常关站命令后，顺序关闭进口阀ESDV121，待调压阀上游压力与下游压力平衡后，关闭出口阀ESDV122，再强制关闭工作调压阀PV101A/B/C/D/E/F。分离、计量、调压回路保留有效优先级最高的回路不关闭。站场正常关闭由站控系统负责，可通过调控中心远程、站控HMI触发关站命令。8.4.2站场正常关闭在站内需要进行停气检修、较长时间需要1098.4.3中断向用户供气在短时间需要中断向下游供气，而不影响站内自用气时，可只将用户供气中断，站内气体不需要放空。站控系统接收到任意站中断用户供气命令后，同时强制关闭工作调压阀PV101A/B/C/D/E/F。分离、计量、调压回路保留有效优先级最高的回路不关闭。中断用户供气由站控系统负责，可通过调控中心远程、站控HMI触发关站命令。8.4.3中断向用户供气在短时间需要中断向下游供气，而不影1108.4.4下游超压自动关闭当出站压力超高，安装在出站汇管上的三台压力变送器出现三选二的高高报警时，由SIS系统发出关断命令信号，对6路安全切断阀进行快速关闭锁定操作，以保证下游用户及管道的安全，站内气体不需要放空。同时关闭6路SAV阀（SSA101A/B/C/D/E/F）、关闭出口阀ESDV122，再强制关闭工作调压阀PV101A/B/C/D/E/F。站场超压关闭由站SIS系统负责，属自动控制程序，不需要人工干预。8.4.4下游超压自动关闭当出站压力超高，安装在出站汇管上1118.4.5站场自动启动控制站场投产启动、站ESD后启动、站场进行放空作业后启动，由于未设置自动平衡阀，不能进行自动启动，站启动工作必须由人工操作完成。只有在执行完站场正常关闭后，允许进行站场自动启动。先打开站出口阀ESDV122，之后打开站入口阀ESDV121，进、出口阀全部开启后，取消对工作调压阀PV101A/B/C/D/E/F的强制关闭命令，可自动恢复向用户供气。站场正常启动由站控系统负责，可通过调控中心远程、站控HMI触发站启动命令。8.4.5站场自动启动控制站场投产启动、站ESD后启动、1128.4.6恢复向用户供气只有在执行完中断向用户供气后，允许进行恢复向用户供气。站控系统接收到任意站恢复向用户供气命令后，取消对工作调压阀PV101A/B/C/D/E/F的强制关闭命令，恢复用户供气由站控系统负责，可通过调控中心远程、站控HMI触发关站命令。8.4.6恢复向用户供气只有在执行完中断向用户供气后，允许1138.4.7过滤分离器回路控制采用旋风分离器+过滤分离器串联组合，2用1备。过滤分离器可根据生产的需要实现手动或自动切换。分离回路采用任意优先级设置，回路控制阀为过滤器下游电动球阀。分离器投用的数量受站总流量控制，每路分离器的最大处理量是固定已知的，可根据站总标准体积流量的变化确定分离器开启的回路数量。每路分离器均设有不同的优先级，开启时按优先级从高至低的顺序进行，反之，从低到高的顺序关闭。回路切换选择点需注意设置偏差值，关闭值通常小于开启值。8.4.7过滤分离器回路控制采用旋风分离器+过滤分离器串联114安全控制系统课件115每路分离器后安装有1套均速管流量计，测量回路通过的气体流量，用于判断多回路过滤器工作时是否出现堵塞。当2路或2路以上过滤器投入运行时，比较在用回路流量计测量差压或计算流量，正常时差压或流量值应平衡，当某1路过滤器测量差压或流量明显低于其他回路时，可以认为该回路过滤器出现堵塞。每路分离器后安装有1套均速管流量计，测量回路通过的气体流量116PLC程序自动对堵塞回路产生报警，同时自动开启优先级高的备用回路，拟堵塞回路不关闭，由操作员进一步进行判断处理。切换到另一台处于良好状态的过滤分离器使用。如果另一台过滤分离器正处于故障或维修状态，将不允许进行切换操作。如果任一过滤分离器处于故障或维修状态，相对应的回路切换阀执行机构应处于维护、手动或报警状态，将不允许该过滤分离器回路实施自动切换操作，直到故障排除确认复位后，才可将该过滤器回路恢复自动切换功能。PLC程序自动对堵塞回路产生报警，同时自动开启优先级高的备117当备用回路不可用或已无备用回路可用时，HMI应产生1个无备用回路可用报警。只有当阀门处于自动状态时,才可实现自动切换功能。当过滤器处于维修状态时，对其下游阀操作指令应不起作用。过滤器流路状态应该由下游阀反馈信号触发。当备用回路不可用或已无备用回路可用时，HMI应产生1个无118安全控制系统课件119上海末站的计量系统采用超声波流量计，3用1备配置，每台流量计配套流量计算机，在流量计算机上可完成温度、压力的补偿流量计算和天然气的密度、热值计算等，可进行天然气的瞬时工况体积流量、标准体积流量、能量流量和相应累积量的计算；可提供小时、日归档流量计算和存储。8.4.8流量计量回路控制上海末站的计量系统采用超声波流量计，3用1备配置，每台流120当对超声波流量计进行在线校准时，需对自动程序进行屏蔽，采用手动切换。计量回路采用任意优先级设置，回路控制阀为流量计下游电动球阀。流量计投用的数量受流量计测量流速或工况体积流量控制，当在用回路有任意1台流速达到20m/s，应增开1路优先级较高的计量回路；而当所有在用回路流速均低于5m/s时，应关闭1路优先级较低的回路。开启时按优先级从高至低的顺序进行，反之，从低到高的顺序关闭。当对超声波流量计进行在线校准时，需对自动程序进行屏蔽，采用手121当流量计出现严重报警时，站控系统应产生报警，同时关闭报警回路，打开1路备用回路。当备用回路不可用或已无备用回路可用时，HMI应产生1个无备用回路可用报警。只有当阀门处于自动状态时,才可实现自动切换功能。当流量计处于维修状态时，对其下游阀操作指令应不起作用。流路状态应该由下游阀反馈信号触发。故障信号为相应流量计算机故障的信号故障维修状态切换遵循过滤器的原则。当流量计出现严重报警时，站控系统应产生报警，同时关闭报警回路1228.4.9压力、流量调节回路控制上海末站向上海市供气共设有6路压力流量控制装置。为了保证管网内其它用户的正常用气和保护上海市用户的用气安全，控制方式采用压力、流量选择控制，正常时采用压力控制，当流量超过允许最大值时，采用流量信号进行限流控制；当下游压力低于允许最小值时，自动转为压力控制。流量测量值取站总标准体积流量，压力测量值取调压阀下游测量压力。8.4.9压力、流量调节回路控制上海末站向上海市供气共设有123对于工作调节阀，正常情况下（流量小于流量设定值时），由压力PID调节器进行控制，流量PID输出值自动跟踪压力调节器的输出值；当流量大于流量设定值时，由流量PID调节器进行控制，压力调节器输出值自动跟踪流量调节器信号，当流量调节回正常流量范围后，在重新由压力调节器进行控制。在以上控制中，未被被选中的调节器输出值要跟踪被选中调节器的输出值，跟踪值通常高于被选值的5%。在调节器输出模块之后需要各加一手/自动模块和反相器，最终调节信号通过手/自动模块输出到反相器，再经过反相器后输出到现场调节阀。对于工作调节阀，正常情况下（流量小于流量设定值时），由压力P124为安全考虑，每回路设两台串联安装的调节阀（监控调节阀+工作调节阀），在监控调节阀的上游串联设置一台安全紧急截断阀。正常工作时，由工作调节阀进行调节，监控调节阀处于全开位置。当工作调节阀出现故障调节失效时，监控调节阀自动投入工作。当两台调节阀均调节失效时，仅回路出口压力达到SAV阀设定值时，该回路SAV阀关闭，当安装在出站汇管上的三台压力变送器出现三选二的高高报警时，由SIS系统发出关断命令信号，对6路安全切断阀进行快速关闭锁定操作，以保证下游用户及管道的安全。为安全考虑，每回路设两台串联安装的调节阀（监控调节阀+工作调125调压回路采用任意优先级设置，回路控制阀为回路上游电动球阀。调压回路投用的数量受站总标准体积流量控制，每路调压阀的最大通过量是固定已知的，可根据站总标准体积流量的变化确定调压回路开启的数量。每路调压阀均设有不同的优先级，开启时按优先级从高至低的顺序进行，反之，从低到高的顺序关闭。每回路允许通过的最大标准体积流量按出口压力工况下，调压阀下游管路最大流速为20m/s时计算得出。按现设计思路，为5路平均分配站最大总流量，实际站流量与单回路最大计算流量进行比较，选择开启的回路数量，回路最大允许通过的流量为限制值。开启时按优先级从高至低的顺序进行，反之，从低到高的顺序关闭。调压回路采用任意优先级设置，回路控制阀为回路上游电动球阀。126当备用回路不可用或已无备用回路可用时，HMI应产生1个无备用回路可用报警。只有当阀门处于自动状态时,才可实现自动切换功能。当调压阀处于维修状态时，对其上游阀操作指令应不起作用。流路状态应该由上游阀反馈信号触发。系统设有主、备功能和设定值切换功能。当备用回路不可用或已无备用回路可用时，HMI应产生1个无127处于另外，当回路中的任一安全截断阀处于关闭位置时，该回路中的气动调节阀也将关闭的位置，以免开启安全截断阀时，上游的高压气体窜入下游，对下游管道和用户带来安全隐患。任何调压回路发生故障进入待修状态时，需在安全切断阀经现场手动复位打开后，才可恢复到自动状态。调节阀维护或故障由SCADA系统自动判断或维修人员的手动设置。安全截断阀可接爱ESD命令而关闭，当触发ESD信号时，可有效地进行关闭。处于另外，当回路中的任一安全截断阀处于关闭位置时，该回路中128安全控制系统课件1298.5RTU阀室控制线路截断阀设置的气液联动阀电子控制单元能自动检测管线压力超高、超低、压降速率超限等事先预设的事故信号，并自动关闭气液联动阀，同时开阀气路被中断并锁定，阀关闭后需现场复位后方允许开阀。气液联动阀支持远程关闭功能。单独提供1个控制电磁阀，电磁阀平时为失电状态，气液联动阀为保持状态；当RTU输出1个关阀信号（DO）时，关阀电磁阀上电，关阀气路导通，气液联动阀关闭；阀门关闭后，RTU接收到1个阀关闭信号，中断输出信号。当在预定的时间内未接收到阀关闭信号时，RTU产生一个超时报警，同时中断输出信号。8.5RTU阀室控制线路截断阀设置的气液联动阀电子控制单130气液联动阀支持远程开闭功能。单独提供1个控制电磁阀，电磁阀平时为失电状态，气液联动阀为保持状态；当RTU输出1个开阀信号（DO）时，开阀电磁阀上电，开阀气路导通，气液联动阀开启；阀门开到位后，RTU接收到1个阀全开信号，中断输出信号。当在预定的时间内未接收到阀全开信号时，RTU产生一个超时报警，同时中断输出信号。（开阀气路未被锁定时有效）气液联动阀支持远程开闭功能。单独提供1个控制电磁阀，电磁阀131气液联动阀支持远程紧急关闭功能。单独提供1个控制电磁阀，电磁阀平时为上电状态，气液联动阀为保持状态；当RTU输出1个ESD关阀信号（DO）时，ESD电磁阀失电，ESD关阀气路导通，气液联动阀关闭，同时开阀气路被中断并锁定；阀门关闭后，RTU接收到1个阀关闭信号。当在预定的时间内未接收到阀关闭信号时，RTU产生一个超时报警。阀关闭后需现场复位后方允许开阀。气液联动阀支持远程紧急关闭功能。单独提供1个控制电磁阀，电1328.6火气探测报警系统在所有工艺站场的工艺装置区容易有气体泄漏的装置旁，以及靠近和朝向工艺装置区且距离小于30m的站控制室、配电间的门窗入口处均设置可燃气体探测器，如果发现有可燃气体泄漏，火气系统将及时地检测到并发出报警；另外，在站控制室、UPS间、配电间等重要房间的室内，还设置了建筑物火灾报警系统。以上的报警信号将传送到站控制室的火气系统中，通过人机界面、视频显示及声光报警装置进行报警，并通过SCADA系统将报警信号传送到控制中心进行报警，值班人员或操作人员将通过报警类型和报警级分别进行相关的处理。8.6火气探测报警系统在所有工艺站场的工艺装置区容易有气体133在所有站场的站控制室设置有火气系统、火灾报警盘，视频显示、存储及声光报警装置等，所有的视频火焰探测器、可燃气体探测器、建筑物火灾报警等信号均进入F&G系统，进行声光报警显示和报警视频画面的存储，在操作员工作站可以进行相关报警显示和火灾画面视频报警显示。所有电厂末站的火灾报警及视频显示须传至控制中心进行监视。所有线路截断阀室在安装线路截断阀的室内设置了固定点式可燃气体探测器，控制设备间及蓄电池室内安装了火灾报警监测器，报警信号也将直接通过RTU传送到控制中心进行报警。在所有站场的站控制室设置有火气系统、火灾报警盘，视频显示、存1348.7调控中心与站控室控制权的交接调控中心具有优先操作权，允许对站控系统进行远程控制，但站控系统的控制权限优先于调控中心。中心/站控选择开关通常设在站控机柜内，开关的状态在站控HMI和中心操作员站上均应有明显的显示提示。开关的变更应经调控中心确认后，由站控室负责切换。如果调控中心与站控系统间发生通讯中断，站控系统默认的控制模式应为站自动控制。所有的控制权交换及通信故障均要在两地发生事件报警记录。8.7调控中心与站控室控制权的交接调控中心具有优先操作权，1358.8数据处理8.8.1故障条件下气质组份数据远程设定流量计算机所需的天然气组份数据可通过与色谱分析仪直接通讯、站控PLC写入、仪表面板键盘输入等方式获得，由流量计算机中的“站控写入天然气组份数据有效”数据位决定。该数据位为“1”，采用站控写入值，该数据位“0”，则不采用站控写入值。数据位为“0”时，通过流量计算机面板设置是采用键盘写入值或流量计算机读取的色谱分析仪数据。8.8数据处理8.8.1故障条件下气质组份数据远程设定136当色谱分析仪和流量计算机的数据通信中断或色谱分析仪故障时，色谱数据应置于维护状态，流量计算机所需的气质组份数据由站控PLC写入。维护数据的写入方式由站控制模式决定，是调控中心写入、还是站控操作员写入。当色谱分析仪和流量计算机的数据通信中断或色谱分析仪故障时，色1378.8.2阴保数据显示上传DCC的阴保数据：管/地电位（－0.1~－3.0V），输出电压（0~54V）和输出电流（0~30A）。8.8.3时钟校准调控中心的GPS时钟校准站PLC，再通过PLC校准流量计算机，每天校准1次。8.8.2阴保数据显示上传DCC的阴保数据：管/地电位（1388.8.4站控系统上传DCC的数据主要包括：（1）站控系统采集的所有温度、压力、压差、流量、所有仪表阀门状态等现场仪表信号；（2）流量归档数据、报警数据、调压系统控制参数等内部数据；（3）进站气体分析仪的信号（包括气相色谱分析仪、水露点分析仪、H2S分析仪的数据）（4）ESD触发状态及执行结果；（5）阴极保护系统信号（管地电位、输出电流、测试命令）（6）可燃气/火灾检测报警系统的报警信号；（7）配电系统的运行（断路器故障）及故障（断路器）状态；（8）发电机的运行状态及故障报警信号；（9）UPS运行状态及故障报警信号；（10）数据通信系统的状态及故障信号；（11）站控制模式信号（站控/调度控制中心控）8.8.4站控系统上传DCC的数据主要包括：（1）站控1398.8.5DCC下发命令主要包括：（1）站正常关闭命令；（2）站紧急关闭ESD命令；（3）中断用户供气命令；（4）站启动命令；（5）恢复用户供气命令；（6）过滤分离回路优先级选择、切换命令；（7）计量回路优先级选择、切换命令；（8）调压回路优先级选择、切换命令；（9）调节回路的压力、流量设定值；（10）时钟校准命令；8.8.5DCC下发命令主要包括：（1）站正常关闭命令140④符合下列条件之一的场所宜选择火焰探测器火灾时有强烈的火焰辐射；无阴燃阶段的火灾（如液体燃烧火灾等）；需要对火焰作出快速反应。⑤符合下列条件之一的场所不宜选择火焰探测器可能发生无焰火灾；在火焰出现前有浓烟扩散；探测器的镜头易被污染；探测器的镜头“视线”易被遮挡；探测器易被阳光或其他光源直接或间接照射；在正常情况下有明火作业以及X射线、光等影响。④符合下列条件之一的场所宜选择火焰探测器141⑥在下列场所宜选择可燃气体探测器使用管道煤气或天然气的场所；煤气站和煤气表房以及存贮液化石油气罐的场所；其他散发可燃气体和可燃蒸气的场所；有可能产生一氧化碳气体的场所，宜选择一氧化碳气体探测器。⑦探测器的组合：装有联动装置，自动灭火系统以及用单一探测器不能有效确认火灾的场合，宜采用感烟探测器、感温探测器、火焰探测器（同类型或不同类型）的组合。⑥在下列场所宜选择可燃气体探测器142(5)线型火灾探测器的选择①无遮挡大空间或特殊要求的场所宜选择红外光束感烟探测器。②下列场所或部位宜选择缆式线型定温探测电缆隧道、电缆竖井、电缆夹层、电缆桥架等；配电装置、开关设备、变压器等；各种皮带输送装置；控制室、计算机室的闷顶内、地板下及重要设施隐蔽处等；其他环境恶劣不适合点型探测器安装的危险场所。③下列场所宜选择空气管式线型差温探测器可能产生油类火灾且环境恶劣的场所；不易安装点型探测器夹层、闷顶。(5)线型火灾探测器的选择1436.3.4火灾报警的设备安装要求(1)火灾探测器的设置数量和布局火灾探测器的设置和布局，要科学、合理、经济，做到既能有效探测火灾，又可节省火灾探测器的数量。设置火灾探测器时，应满足下述条件：①点型火灾探测器的设置数量和布局探测区域内每个房间至少设置一只火灾探测器；感烟、感温火灾探测器的保护面积A和保护半径R以及安装间距。6.3.4火灾报警的设备安装要求(1)火灾探测器的设置数144②火灾报警系统分级：②火灾报警系统分级：145③火灾探测器选择：房间高度（m）感烟探测器感温探测器火焰探测器一级二级三级12<H≦20不适合不适合不适合不适合适合8<H≦12适合不适合不适合不适合适合6<H≦8适合适合不适合不适合适合4<H≦6适合适合适合不适合适合H≦4适合适合适合适合适合③火灾探测器选择：房间高度（m）感烟探测器感温探测器火焰探146第7章FSC安全控制系统介绍为了最大限度地保护生产装置和人身安全，避免恶性事故的发生，减少损失，需要提供一种高度可靠的安全保护手段，这种手段就是安全系统。安全系统有时又称为紧急停车系统(EmergencyShutDownsystem，ESD)。安全控制系统定义为：“它是由传感器、逻辑解算单元和最终控制元件组成的控制系统，设计用于当生产过程的预定条件受到冲击时，自动地将其置于安全状态”。安全系统在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护操作期间对生产装置提供安全保护。一旦当工厂装置本身出现危险，或由于人为原因而导致危险时，系统立即做出反应并输出正确信号，使装置安全停车，以阻止危险的发生或事故的扩散。第7章FSC安全控制系统介绍为了最大限度地保护生产装置147对安全系统的基本要求是：安全系统的硬件应与担负常规控制的控制系统相互独立，物理上完全分离；安全系统必须具有完善的诊断测试手段，包括对硬件(中央处理模块、输入/输出模块、I/O总线、通信模块等)和软件(操作系统、用户逻辑等)的测试。安全系统相对于控制系统是一个“在线、静态”系统。在正常工况下，它仅监视站场的运行，对生产过程不产生任何影响。当站场工况出现涉及安全的异常时，其将按照预先设计的程序使站场紧急关闭。在站场运行时，其不允许被旁路或取代。对安全系统的基本要求是：安全系统的硬件应与担负常规控制的控制1487.1.1IEC61508《电子/电气/可编程电子安全相关系统的功能性安全》第1部分一般要求第2部分电子/电气/可编程电子安全相关系统（E/E/PES）要求第3部分软件要求第4部分定义和术语缩写第5部分第1部分应用指南第6部分第2部分、第3部分应用指南第7部分技术和方法参考书目7.1安全系统相关标准7.1.1IEC61508《电子/电气/可