可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統(GDS系統)

2022-01-19

GDS可燃氣體和有毒氣體檢測系統

  可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統(GDS系統)是根據GB50493《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》要求研發的一套檢測報警系統,該系統由監控軟件、網絡系統、控制裝置、氣體探測器以及電源模塊等附件組成。經網絡系統至控制中心的計算機人機界面形成檢測系統,計算機可以實現監控,報警,組態,調校,維護。

    GDS系統具有可靠、成熟、實用、擴展方便等優點,能滿足各種工業生產裝置安全的需求,并為實現全廠管控一體化和系統安全奠定堅實的基礎。

一、GDS系統簡介

    GDS系統通過三重模件冗余(TMR)結構和2oo3D的投票表決加診斷的運行方式來完成的。GDS系統不論是在其部件的硬件故障或者是內部外部導致的瞬間故障出現時,都能做到無差錯、不中斷控制。

    GDS系統的結構從輸入模件經主處理器到輸出模件完全是三重化的。每個I/O模件內有三個獨立的分電路。輸入模件中每個分電路讀入過程數據并將此信息送到各個主處理器,三個主處理器(通過其機架背板)利用其專有的高速三總線進行相互間的通訊。

    每個掃描周期內,三個主處理器同過三重化總線與其相鄰的二個主處理器進行通訊,達到時間同步。三重化總線對數字輸入數據進行投票表決,比較數字輸出數據,并向每一個主處理器發送一份模擬量輸入的拷貝。主處理器執行各種控制程序并向各個輸出模塊發送由控制程序產生的輸出。輸出數據的表決在輸出模件中完成,這樣就使輸出表決盡可能的靠近現場端,以便檢測并補償可能在三重化總線表決與驅動現場的輸出之間發生的任何錯誤。

    對每一個I/O模塊,GDS系統可以支持一個可選的熱備模塊,在系統運行期間當主模塊被檢測出故障時,備用模塊會接替控制。I/O安裝背板上支持熱備模塊的槽位也可以用來作為系統在線修復。

二、工作站

    工程師站能對GDS系統進行診斷并顯示系統故障。工程師站具有打印組態數據和圖形的功能。用于現場機柜室內裝置控制器的流程顯示、報警和組態、糾錯、修改、測試、軟件裝載及維護等。

    操作站配備操作軟件,具備流程顯示、報警顯示以及一般操作等功能。操作站可通過組態形成報警畫面用作報警監視。

    所有工程師站通過冗余以太網與系統通接口相連接,運行組態軟件。工程師站用于GDS系統的應用軟件編程、組態、調試、在線監測、診斷。SOE站與操作站集成,SOE軟件安裝在操作站中,用于順序事件收集,判斷停車事故原因。

    操作站/SOE站采用授權許可的方式進行用戶登錄管理。多臺操作站/SOE站之間可以保持數據同步和互為備用。GDS系統提供安全可靠的文件版本管理技術。不會因為多臺操作站而引起控制器組態文件版本沖突。

    工程師站上組態軟件的所有操作都可以形成歷史記錄,便于運行管理。

    監控軟件其系統平臺基于WIN 7操作系統,可以為用戶提供良好的人機界面。該軟件通過高速網絡及通訊卡與下層控制器保持通訊,確保數據的及時刷新;通過此軟件將能夠實現繪制用戶流程圖形及報警顯示、記錄過程報警、記錄歷史數據及歷史趨勢、完成過程操作等功能,并能夠直觀動態地顯示當前裝置的狀態,從而更好地實現操作人員監控和操作。

    不同操作站之間可以實現互為備用,不同的裝置在操作員通過不同的用戶授權許可方式進入使用相應的裝置監控部分。

三、組態軟件

    按照1131—3國際標準設計的基于WINDOWS 7的編程軟件使用方便,軟件語言基于梯形邏輯和模型塊技術,組態軟件具有仿真特性,用戶可以下裝到控制器上證明運行程序,并提供離線模擬測試。

    無現場信號或控制系統停機時,可由計算機輸入仿真信號,模擬裝置的運行狀況,該功能可方便地對裝置的連鎖控制功能或邏輯進行離線調試和操作培訓,大大縮短開車調試時間。同時,也便于對修改后的邏輯進行離線的功能測試,降低了在線測試風險,也大大方便了用戶日后的維護工作。

四、SOE 軟件

    GDS系統主處理器可分配16個存儲區域,用于SOE的記錄存儲,可一次性記錄多達20000個事件,記錄精度小于一個掃描周期。SOE記錄文件可通過軟件讀取、分析、打印等,也可轉存在硬盤中作為永久保存。

自診斷功能

GDS系統具有完備的系統自診斷功能,達到99.9%的系統自診斷率

?系統上電自診斷

?在線監測系統硬件配置變化

?在線監測所有卡件和I/O通道電路的狀態

?實時監測系統掃描時間

?實時監測系統的內存使用情況

五、控制模塊

    GDS系統的硬件核心是基于三重模塊冗余(TMR)結構的容錯控制器,GDS系統有三個主處理器,每一個主處理器CPU32為位、50MHz,并提供16MDRAM存放用戶暫寫的應用程序、存放SOE和I/O數據、存放診斷和通信緩沖數據等,存放在DRAM中可執行的應用程序下載到EPROM。工作方式為3-2-1-0,系統中所有的I/O信號都要經過硬件的三取二表決。同時系統中所有的I/O信號都要經過硬件的三取二表決。

    控制器主處理器采用專用工業級CPU。1套控制器共3塊,每塊主處理器內有兩塊CPU,32位,16M內存。

六、I/O模塊

AI 模件

    每個AI卡上設有3條獨立電路,在每個電路上都有一個微處理器掃描輸入信號并傳送到相應的主處理器上,每個電路都獨立執行on-going診斷,模塊上的FAULT指示的是某個電路的故障而不是模件失效。TMR AI模件保證可以在出現單點故障時正確運行并可在限定類別的多個故障時正常運行。TMR AI模件的詳細技術規格和TüV認證證書見附件。

AO 模件

    每個AO卡上設有3條獨立電路,它們獨立地從通道對應的MP接收數據,通道提供表決電路的輸入用以選擇一個通道驅動輸出。AO模塊每個電路都獨立執行on-going診斷,模塊上的FAULT指示的是某個電路的故障而不是模件失效。3481模件保證可以在出現單點故障時正確運行并可在限定類別的多個故障時正常運行。模塊內部還設有自效驗智能回路和電壓電流反饋電路,時刻進行在線自效驗。

DI 模件

    每個DI卡上設有3條獨立電路,在每個電路上都有一個微處理器掃描輸入信號并傳送到相應的主處理器上,每個電路都獨立執行on-going診斷,模塊上的FAULT指示的是某個電路的故障而不是模件失效。模件保證可以在出現單點故障時正確運行并可在限定類別的多個故障時正常運行。

DO 模件

    每個DO卡上設有3個微處理器分別接受主處理器的輸出數據,通過Quad表決電路進行表決后輸出。每個電路都獨立執行on-going的OVD診斷,以防止“Stuck-ON”。模件保證可以在出現單點故障時正確運行并可在限定類別的多個故障時正常運行。模件的詳細技術規格和TüV認證證書見附件。

通訊模件

    每塊通訊模件提供3個 RS485/422串行通訊口,支持Modbus的主/從設備的通訊連接,也支持TSAA協議的應用和通訊連接,如TriStation1131、SOE等。2個802.3的Ethernet網口支持10/100M TCP/IP連接,同時支持基于TSAA的GDS對等網。

七、機柜

    機柜采用標準顏色為RAL7035,標準尺寸為800mm x 800mm x 2000mm,另配有100mm高的底座。機柜帶照明。配置彈出翻轉式門把手。

    系統柜內帶有風扇、各種接地匯流銅排、匯線槽盒及接線端子等常用的安裝附件。機柜中包含為系統控制站和卡件安裝的專用機架及配套供電的專用24VDC冗余電源。

    GDS系統不單獨設置配電柜;由UPS電源和/或一路市電。

    除 UPS 提供的電源(如:24VDC 等)外,所有供電都由供電模塊生成。這些模塊是冗余的。每個供電模塊都是100%負荷,內部配電*大限度冗余。直流電源屬供貨范圍。

    一般接地按如下考慮:

    特殊應用及國際/美國國家/地區/本地的電氣標準規定了專門的接地要求。在美國,國家電氣標準(NEC)及建筑標準為政府文件。

    接地工程符合SH/T3081-2003、IEC354-5-548-1996、ISA-RP12.6-1995 等有關標準規范,即采用等電位連接方式的共用接地系統,接到電氣的接地系統,接地電阻<=4歐姆。


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