(二)重大危險源實時監(jiān)控預警技術

　　1.計算機控制系統(tǒng)的組成原理

　　重大危險源計算機實時監(jiān)控預警系統(tǒng)的主體框架如圖2—4所示。

　　圖2-4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)場所擁有的設施或設備，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)控預警系統(tǒng)所要關注的主要參數(shù)，將這些參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集，轉(zhuǎn)換成計算機所能識別的信號，利用計算機對重大危險源進行檢測、監(jiān)視、預警和控制，預防重大事故的發(fā)生，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。

　　要達到重大危險源的自動檢測和自動控制的目的，還應將主計算機所計算出的結(jié)果動態(tài)反饋到危險源對象上去，由執(zhí)行機構(gòu)對危險源對象的各種參數(shù)進行控制，使之運行在安全范圍以內(nèi)。計算機控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖2—5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，或者是開關量信號，而計算機采用的是數(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卻大同小異。

　　2.危險源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　應用系統(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、計算機仿真、數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡通信等理論與實踐技術，構(gòu)成易燃、易爆、有毒重大危險源監(jiān)控預警系統(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)。

　　將標準信號通過數(shù)據(jù)采集裝置，轉(zhuǎn)換成計算機能夠識別的數(shù)字信號，用于控制或預警系統(tǒng)的后處理。

　　數(shù)據(jù)采集裝置可以是數(shù)據(jù)采集卡、單片機或PLC。它往往可以同時采集多路標準信號。如果需采集的標準信號很多，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)控計算機可能與數(shù)據(jù)采集裝置相距很遠，因而需要采用遠距離通信技術將數(shù)據(jù)采集裝置采集的數(shù)字信號傳送到較遠的監(jiān)控計算機上。必要的時候，還要采用網(wǎng)絡技術，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2-6所示。

　　3.計算機監(jiān)控預警系統(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)的預警行為。因而在正常工況下和非正常工況下應該有對危險源對象及參數(shù)的記錄顯示、報表等功能。

　　(1)正常運行階段。正常工況下，危險源運行模擬流程，進行主要參數(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)入應急控制程序。

　　(2)事故臨界狀態(tài)。當被實時監(jiān)測的危險源對象的各種參數(shù)超出正常值的界限時，如不采取應急控制措施，就會引發(fā)火災、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，由應急決策系統(tǒng)顯示排除故障系統(tǒng)的操作步驟，指導操作人員正確、迅速恢復正常工況，同時發(fā)出應急控制指令(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，關閉進料閥制止液位上升等);或者當可燃氣體傳感器檢測到危險源對象周圍空氣中的可燃氣體濃度達到閾值時，監(jiān)控預警系統(tǒng)將及時報警，同時還能根據(jù)檢測的可燃氣體的濃度及氣象參數(shù)(風速、風向、氣溫、氣壓、濕度等)傳感器的輸出信息，快速繪制出混合氣云團在電子地圖上的覆蓋區(qū)域、濃度預測值，以便采取相應的措施，防止火災、毒物的進一步擴大。

　　(3)事故初始階段。如果上述預防措施全部失效，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，應與消防措施結(jié)合，可從兩個方面采取補救措施：①應用早期火災智能探測與空間定位系統(tǒng)及時報告火災發(fā)生的準確位置，以便迅速撲救;②自動啟動應急控制系統(tǒng)，將事故抑制在萌芽狀態(tài)。

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