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可燃气体和有毒气体检测报警系统(GDS系统)

GDS可燃气体和有毒气体检测系统

   可燃气体和有毒气体检测报警系统(GDS系统)是根据GB50493《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》要求研发的一套检测报警系统,该系统由监控软件、网络系统、控制装置、气体探测器以及电源模块等附件组成。经网络系统至控制中心的计算机人机界面形成检测系统,计算机可以实现监控,报警,组态,调校,维护。

    GDS系统具有可靠、成熟、实用、扩展方便等优点,能满足各种工业生产装置安全的需求,并为实现全厂管控一体化和系统安全奠定坚实的基础。

一、GDS系统简介

    GDS系统通过三重模件冗余(TMR)结构和2oo3D的投票表决加诊断的运行方式来完成的。GDS系统不论是在其部件的硬件故障或者是内部外部导致的瞬间故障出现时,都能做到无差错、不中断控制。

    GDS系统的结构从输入模件经主处理器到输出模件完全是三重化的。每个I/O模件内有三个独立的分电路。输入模件中每个分电路读入过程数据并将此信息送到各个主处理器,三个主处理器(通过其机架背板)利用其专有的高速三总线进行相互间的通讯。

    每个扫描周期内,三个主处理器同过三重化总线与其相邻的二个主处理器进行通讯,达到时间同步。三重化总线对数字输入数据进行投票表决,比较数字输出数据,并向每一个主处理器发送一份模拟量输入的拷贝。主处理器执行各种控制程序并向各个输出模块发送由控制程序产生的输出。输出数据的表决在输出模件中完成,这样就使输出表决尽可能的靠近现场端,以便检测并补偿可能在三重化总线表决与驱动现场的输出之间发生的任何错误。

    对每一个I/O模块,GDS系统可以支持一个可选的热备模块,在系统运行期间当主模块被检测出故障时,备用模块会接替控制。I/O安装背板上支持热备模块的槽位也可以用来作为系统在线修复。

二、工作站

    工程师站能对GDS系统进行诊断并显示系统故障。工程师站具有打印组态数据和图形的功能。用于现场机柜室内装置控制器的流程显示、报警和组态、纠错、修改、测试、软件装载及维护等。

    操作站配备操作软件,具备流程显示、报警显示以及一般操作等功能。操作站可通过组态形成报警画面用作报警监视。

    所有工程师站通过冗余以太网与系统通接口相连接,运行组态软件。工程师站用于GDS系统的应用软件编程、组态、调试、在线监测、诊断。SOE站与操作站集成,SOE软件安装在操作站中,用于顺序事件收集,判断停车事故原因。

    操作站/SOE站采用授权许可的方式进行用户登录管理。多台操作站/SOE站之间可以保持数据同步和互为备用。GDS系统提供安全可靠的文件版本管理技术。不会因为多台操作站而引起控制器组态文件版本冲突。

    工程师站上组态软件的所有操作都可以形成历史记录,便于运行管理。

    监控软件其系统平台基于WIN 7操作系统,可以为用户提供良好的人机界面。该软件通过高速网络及通讯卡与下层控制器保持通讯,确保数据的及时刷新;通过此软件将能够实现绘制用户流程图形及报警显示、记录过程报警、记录历史数据及历史趋势、完成过程操作等功能,并能够直观动态地显示当前装置的状态,从而更好地实现操作人员监控和操作。

    不同操作站之间可以实现互为备用,不同的装置在操作员通过不同的用户授权许可方式进入使用相应的装置监控部分。

三、组态软件

    按照1131—3国际标准设计的基于WINDOWS 7的编程软件使用方便,软件语言基于梯形逻辑和模型块技术,组态软件具有仿真特性,用户可以下装到控制器上证明运行程序,并提供离线模拟测试。

    无现场信号或控制系统停机时,可由计算机输入仿真信号,模拟装置的运行状况,该功能可方便地对装置的连锁控制功能或逻辑进行离线调试和操作培训,大大缩短开车调试时间。同时,也便于对修改后的逻辑进行离线的功能测试,降低了在线测试风险,也大大方便了用户日后的维护工作。

四、SOE 软件

    GDS系统主处理器可分配16个存储区域,用于SOE的记录存储,可一次性记录多达20000个事件,记录精度小于一个扫描周期。SOE记录文件可通过软件读取、分析、打印等,也可转存在硬盘中作为永久保存。

自诊断功能

GDS系统具有完备的系统自诊断功能,达到99.9%的系统自诊断率

系统上电自诊断

在线监测系统硬件配置变化

在线监测所有卡件和I/O通道电路的状态

实时监测系统扫描时间

实时监测系统的内存使用情况

五、控制模块

    GDS系统的硬件核心是基于三重模块冗余(TMR)结构的容错控制器,GDS系统有三个主处理器,每一个主处理器CPU32为位、50MHz,并提供16MDRAM存放用户暂写的应用程序、存放SOE和I/O数据、存放诊断和通信缓冲数据等,存放在DRAM中可执行的应用程序下载到EPROM。工作方式为3-2-1-0,系统中所有的I/O信号都要经过硬件的三取二表决。同时系统中所有的I/O信号都要经过硬件的三取二表决。

    控制器主处理器采用专用工业级CPU。1套控制器共3块,每块主处理器内有两块CPU,32位,16M内存。

六、I/O模块

AI 模件

    每个AI卡上设有3条独立电路,在每个电路上都有一个微处理器扫描输入信号并传送到相应的主处理器上,每个电路都独立执行on-going诊断,模块上的FAULT指示的是某个电路的故障而不是模件失效。TMR AI模件保证可以在出现单点故障时正确运行并可在限定类别的多个故障时正常运行。TMR AI模件的详细技术规格和TÜV认证证书见附件。

AO 模件

    每个AO卡上设有3条独立电路,它们独立地从通道对应的MP接收数据,通道提供表决电路的输入用以选择一个通道驱动输出。AO模块每个电路都独立执行on-going诊断,模块上的FAULT指示的是某个电路的故障而不是模件失效。3481模件保证可以在出现单点故障时正确运行并可在限定类别的多个故障时正常运行。模块内部还设有自效验智能回路和电压电流反馈电路,时刻进行在线自效验。

DI 模件

    每个DI卡上设有3条独立电路,在每个电路上都有一个微处理器扫描输入信号并传送到相应的主处理器上,每个电路都独立执行on-going诊断,模块上的FAULT指示的是某个电路的故障而不是模件失效。模件保证可以在出现单点故障时正确运行并可在限定类别的多个故障时正常运行。

DO 模件

    每个DO卡上设有3个微处理器分别接受主处理器的输出数据,通过Quad表决电路进行表决后输出。每个电路都独立执行on-going的OVD诊断,以防止“Stuck-ON”。模件保证可以在出现单点故障时正确运行并可在限定类别的多个故障时正常运行。模件的详细技术规格和TÜV认证证书见附件。

通讯模件

    每块通讯模件提供3个 RS485/422串行通讯口,支持Modbus的主/从设备的通讯连接,也支持TSAA协议的应用和通讯连接,如TriStation1131、SOE等。2个802.3的Ethernet网口支持10/100M TCP/IP连接,同时支持基于TSAA的GDS对等网。

七、机柜

    机柜采用标准颜色为RAL7035,标准尺寸为800mm x 800mm x 2000mm,另配有100mm高的底座。机柜带照明。配置弹出翻转式门把手。

    系统柜内带有风扇、各种接地汇流铜排、汇线槽盒及接线端子等常用的安装附件。机柜中包含为系统控制站和卡件安装的专用机架及配套供电的专用24VDC冗余电源。

    GDS系统不单独设置配电柜;由UPS电源和/或一路市电。

    除 UPS 提供的电源(如:24VDC 等)外,所有供电都由供电模块生成。这些模块是冗余的。每个供电模块都是100%负荷,内部配电*大限度冗余。直流电源属供货范围。 

    一般接地按如下考虑:

    特殊应用及国际/美国国家/地区/本地的电气标准规定了专门的接地要求。在美国,国家电气标准(NEC)及建筑标准为政府文件。

    接地工程符合SH/T3081-2003、IEC354-5-548-1996、ISA-RP12.6-1995 等有关标准规范,即采用等电位连接方式的共用接地系统,接到电气的接地系统,接地电阻<=4欧姆。