SCS系統(tǒng)由中控室監(jiān)控計算機(jī)、工業(yè)觸摸屏、可編程控制器PLC組成工業(yè)控制系統(tǒng)。如果中控室監(jiān)控計算機(jī)故障,工業(yè)觸摸屏和PLC依然能獨立和穩(wěn)定工作。各工藝過程參數(shù)采用就地顯示和控制室顯示,通過中央控制臺可監(jiān)視、控制整個氣化站運行的全過程,并可計算所需的技術(shù)參數(shù),繪制所需的曲線、圖形、完成各種統(tǒng)計報表及事故報警記錄的打印。控制系統(tǒng)底層硬件采用PLC??刂葡到y(tǒng)硬件主要由現(xiàn)場檢測儀表、鎧裝屏蔽阻燃電纜、現(xiàn)場防爆采集控制柜、中控PLC、工業(yè)觸摸屏、上位工控機(jī)組成,圖3為LNG氣化站SCS系統(tǒng)監(jiān)控畫面。
2.4 FGS系統(tǒng)(Fire and Gas System 火災(zāi)和氣體報警系統(tǒng))
FGS系統(tǒng)屬于SIS系統(tǒng)(Safety Instrument System 安全儀表系統(tǒng))的一部分,其核心是具有SIL3認(rèn)證的三重冗余控制器。主要由儀表檢測及上位監(jiān)控兩部分系統(tǒng)組成,完成所在LNG貯存氣化站的監(jiān)測泄露,火災(zāi)報警,與現(xiàn)場消防設(shè)備聯(lián)動等任務(wù)。其功能如下:
☆采集并顯示可燃?xì)怏w及火災(zāi)探測器的工作狀態(tài);
☆檢測LNG泄漏,可燃?xì)怏w泄漏及火警并以聲光形式對探測到的異常狀態(tài)報警;
☆采集并顯示消防設(shè)備及輔助設(shè)施的工作狀態(tài);
☆執(zhí)行緊急切斷邏輯,顯示緊急切斷報警信號;
☆消防設(shè)備的聯(lián)動;
☆向ESD系統(tǒng)(Emergency Shutdown System 緊急停車系統(tǒng))輸出緊急停車信號。
圖4為LNG氣化站FGS系統(tǒng)監(jiān)控畫面,其由中控室上位監(jiān)視系統(tǒng)、現(xiàn)場火災(zāi)報警按鈕、聲光報警器等組成。當(dāng)探測設(shè)備產(chǎn)生報警信號后,為確保生產(chǎn)過程安全穩(wěn)定以及事故工況的應(yīng)急處理,上位監(jiān)視系統(tǒng)上立即彈出報警區(qū)域畫面。當(dāng)這個區(qū)域中發(fā)生的緊急情況(火災(zāi)等)經(jīng)操作員確認(rèn)后,F(xiàn)GS系統(tǒng)便關(guān)閉該區(qū)域相關(guān)的工藝閥門和設(shè)備。
FGS系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口,可以和SCS系統(tǒng)(Station Control System?站控系統(tǒng))實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
2.5 ESD系統(tǒng)(Emergency Shutdown System 緊急停車系統(tǒng))
ESD系統(tǒng)屬于SIS系統(tǒng)(Safety Instrument System 安全儀表系統(tǒng))的一個子系統(tǒng),主要是為了確?,F(xiàn)場關(guān)鍵設(shè)備能夠根據(jù)工藝需要進(jìn)行工作,其功能如下:
☆接收SCS系統(tǒng)(Station Control System?站控系統(tǒng))和FGS系統(tǒng)(Fire and Gas System 火災(zāi)和氣體報警系統(tǒng))的報警信號;
☆對報警信號進(jìn)行分析和表決來確定出現(xiàn)緊急情況時需要關(guān)停的設(shè)備;
☆現(xiàn)場設(shè)ESD手動按鈕,緊急情況時可手動觸發(fā)ESD系統(tǒng);
☆根據(jù)工藝要求,將現(xiàn)場某些設(shè)備聯(lián)鎖,當(dāng)不能達(dá)到工藝要求時,觸發(fā)ESD系統(tǒng),關(guān)斷工藝設(shè)備。
ESD系統(tǒng)由中控室上位監(jiān)視系統(tǒng)、可編程控制器PLC(SIL3及以上安全等級認(rèn)證)、現(xiàn)場手動ESD按鈕等組成。需要說明的是聯(lián)鎖觸發(fā)條件必須經(jīng)人工確認(rèn)并復(fù)位后,系統(tǒng)才能恢復(fù)正常狀態(tài)以保證生產(chǎn)的安全(如LNG儲罐進(jìn)出液切斷閥)。
緊急關(guān)停的復(fù)位,ESD提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口,可以和SCS系統(tǒng)(Station Control System?站控系統(tǒng))實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。一般會設(shè)計ESD系統(tǒng)和FGS系統(tǒng)(Fire and Gas System 火災(zāi)和氣體報警系統(tǒng))共用其核心控制器。
2.5 SPS系統(tǒng)(Security & Protection System 安全防范系統(tǒng))
SPS系統(tǒng)主要包括視頻監(jiān)控、電子圍欄、電子巡更等子系統(tǒng),通過視頻監(jiān)控子系統(tǒng)可對主要設(shè)備和人進(jìn)行監(jiān)視和錄像,同時出現(xiàn)事故后可及時分析,總結(jié)經(jīng)驗。電子圍欄系統(tǒng)誤報率非常低,且可以主動防御,性能優(yōu)于紅外對射式周界報警系統(tǒng)。當(dāng)然考慮到公安部門審批因素,也可以采用以報警為主的張力圍欄系統(tǒng)。電子巡更系統(tǒng)主要考慮到對核心設(shè)備的巡檢需要,以確認(rèn)關(guān)鍵設(shè)備在指定時間內(nèi)必須被巡查到。
SPS系統(tǒng)作為生產(chǎn)管理的輔助系統(tǒng),對安全生產(chǎn)起到了不可或缺的作用。
3 SAE-LSMS安全管理系統(tǒng)的應(yīng)用實例
SAE-LSMS系統(tǒng)已成功在國內(nèi)應(yīng)用多年,2005年深圳美視電廠總管式增壓40kfg,氣化量48,000NM3/H,2007年深圳燃?xì)饧瘓F(tuán)梅林LNG應(yīng)急調(diào)峰站單元式增壓20kfg,氣化量小時40,000NM3/H,2008年南京港華兩個2500立方LNG子母罐氣化站均已應(yīng)用該系統(tǒng)。均取得了較好的效果。圖5為廣東潮州子母罐式LNG氣化站SCS系統(tǒng)監(jiān)控畫面。
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名詞解釋:
LNG: Liquefied Natural Gas?液化天然氣
LSMS: LNG Safety Management System?LNG安全管理系統(tǒng)
SCS: Station Control System?站控系統(tǒng)
FGS: Fire and Gas System ?火災(zāi)和氣體報警系統(tǒng)
ESD: Emergency Shutdown System ?緊急停車系統(tǒng)
SIS: Safety Instrument System ?安全儀表系統(tǒng)
SPS: Security & Protection System ?安全防范系統(tǒng)