[发明专利]海上石油火气系统检测评估实验平台及方法

权利要求书

1.一种海上石油火气系统检测评估实验平台，包括火气控制系统，其特征在于，该实验平台还包括可寻址火灾控制盘、现场探测设备、报警设备、现场消防设施和信号仿真系统；所述现场探测设备包括室内现场探测设备和室外现场探测设备；所述可寻址火灾控制盘与所述室内现场探测设备相连；所述火气控制系统采用艾默生的DeltaV SIS系统，所述艾默生的DeltaV SIS系统包括通过冗余以太网和交换机连接的多台工程师站、多台操作员站、DeltaV控制器和控制机柜，所述艾默生的DeltaV SIS系统通过串口通讯卡与所述可寻址火灾控制盘、室外现场探测设备以及信号仿真系统相连，所述报警设备以标准信号的型式接入所述艾默生的DeltaV SIS系统；所述艾默生的DeltaV SIS系统接收现场探测设备的输入信号，执行预设的火气报警和动作逻辑，通过输出点对所述现场消防设施进行控制，根据火情的探测情况，设置报警设备的状态，在确认险情发生时，发出二级关断的指令；

所述可寻址火灾控制盘包括数字量输入模块、数字量输出模块、寻址控制面板、供电模块和外接通讯接口，其中，回路驱动模块与现场探测设备连接，所述数字量输入模块用于接收现场探测设备的DI信号或来自安全仪表系统ESD或生产过程控制系统PCS的输出信号；所述数字量输出模块用于对现场消防设施的控制和电气设备的关断控制；所述寻址控制面板用于逻辑算法的执行和计算，以及系统的设置和操作；所述供电模块为上述回路驱动模块、数字量输入模块和数字量输出模块提供电源；外接通讯接口用于将内置的以太网通讯数据流转换为RS-485格式通讯数据，实现与火气控制系统进行数据交换；

所述室内现场探测设备至少包括感烟探测器和感温探测器，所述室外现场探测设备至少包括有毒气体探测器、火焰探测器、手动报警站、可燃气体探测器、易熔塞消防设施、门控单元；所述感烟探测器、感温探测器、手动报警站和门控单元均与所述回路驱动模块相连；

所述可寻址火灾控制盘通过RS-485的通讯协议与所述火气控制系统中的串口驱动模块进行通信；

所述信号仿真系统至少包括有燃气探测器信号仿真模块、消防水系统信号仿真模块和FM200灭火系统信号仿真模块；

所述报警设备至少包括有平台状态灯和声光报警装置；

所述现场消防设施至少包括有消防泵、消防水喷淋系统、FM200灭火系统和防火风闸，所述消防泵包括电动消防泵、应急消防泵和消防水增压泵。

2.根据权利要求1所述海上石油火气系统检测评估实验平台，其特征在于，所述可燃气体探测器包括DETRONIC的PIREC红外型气体探测器、GENERAL MONITORS的IR2100型可燃气体探测器、Honeywell的Optima Plus型可燃气体探测器、艾默生的Net-safety，MILLENNIUMII型可燃气体探头和GENERAL MONITORS的S4000TH型可燃气体探头。

3.根据权利要求1所述海上石油火气系统检测评估实验平台，其特征在于，所述火焰探测器包括DETRONIC的X3301型火焰探测器和GENERAL MONITORS的FL4000H型火焰探测器。

4.一种海上石油火气系统检测评估实验平台的控制方法，其特征在于，利用如权利要求1-3中任一海上石油火气系统检测评估实验平台，并包括：

1)以感烟探测器、感温探测器、有毒气体探测器、手动报警站、火焰探测器、可燃气体探测器和易熔塞消防设施为主的真实逻辑仿真；按照信号的来源设置有三个火区，分别为FZ-101、FZ-201和FZ-301，各火区针对不同类型的报警信号，产生各自的控制输出；具体如下：

FZ-101火区针对的保护环境为某一房间内配置的两台感温探测器、两台感烟探测器、一台手动报警站、平台状态灯和声光报警装置，以可寻址火灾控制盘为主的室内火灾探测，由可寻址火灾控制盘负责执行既定火气逻辑，向火气控制系统发出DO信号、现场触发信号和来自火气控制系统控制台的远程释放/抑制信号；如果发生火灾或确认有现场FM200触发信号释放，则发出声光报警，将平台状态灯设置为红色闪烁，并开始30s的计时；如果在30s内未收到抑制信号，则发出FM200释放执行指令，进入FM200触发信号释放执行程序；

FZ-201火区的保护场景是具有火灾和燃气泄漏风险的封闭性区域，该区域内配置了两台可燃气体探测器、两台火焰探测器、平台状态灯和声光报警装置，直接通过信号电缆接入火气控制系统,再加上远程释放信号由火气控制系统执行相关逻辑，控制火气输出；对燃气探测器和火焰探测器、远程释放信号和本地释放信号进行监测；如果有1台火焰探测器报警，相关现场报警指示灯亮起；如果有1台燃气探测器报警，相关现场报警指示灯亮起；如果有两台火焰探测器报警或远程释放信号触发或本地释放信号触发，则发出声光报警，火灾报警指示灯亮起，平台状态灯进入红色闪烁状态，FM20O灭火系统进入触发进程；若有两台燃气探测器报警，则发出声光报警，燃气泄漏指示灯亮起，平台进入黄色闪烁状态；

FZ-301火区的保护对象是露天情况下具有火灾或燃气泄漏高风险的区域，设有12台火焰探测器、12台燃气探测器、消防水喷淋系统、平台状态灯和声光报警装置，对燃气探测器信号、火灾探测器信号及远程释放按钮信号进行监测；如果有两台火焰探测器报警或远程释放信号触发，则会触发火灾报警，平台状态灯进入红色闪烁状态，并进入消防水系统启动进程；若有两台燃气探测器报警，则会触发燃气泄漏报警，平台状态灯进入黄色闪烁状态；

2)以信号仿真系统模拟探测设备及模拟消防设施的仿真；包括：燃气探测器功能仿真、火焰探测器功能仿真、FM200系统功能仿真、消防水系统功能仿真、火气系统控制台功能仿真；

所述燃气探测器功能仿真包括针对单个探测器信号的通道值进行设置，以便触发单探测器报警和任意几个探测器的触发报警；一键按照气体泄漏的速度和趋势，逐步触发火区内所有的燃气探测器；探测器的复位功能；

所述火焰探测器功能仿真是通过组态画面，对任意火焰探测器的数值进行设置，将设置的内容传送至火气控制系统，并激发火气控制系统预设的火气保护逻辑；

所述FM200系统功能仿真中将控制信号分为三类，其中，第一类为设置信号，包括FM2OO灭火系统的手/自动切换、FM200主/备切换、驱动N₂瓶主/备切换；第二类为控制信号，包括N₂瓶控制电磁阀信号、主备FM200释放通道控制电磁阀信号、FM200区域控制电磁阀信号；第三类为状态反馈信号，包括N₂驱动回路压力开关信号、FM200释放回路压力开关信号、FM200区域控制电磁阀下游压力开关信号；

所述消防水系统功能仿真包括电动消防泵、应急消防泵、消防水增压泵、消防水管线和喷淋控制阀及末端的喷头；所述消防水系统功能仿真中将控制信号分为四类，其中，第一类是控制信号，包括电动消防泵的启动信号、应急消防泵的启动信号、消防水增压泵的启动信号和喷淋阀的释放信号；第二类是状态反馈信号，包括各种泵的运转状态信号、喷淋阀的阀位状态信号以及消防水的压力信号，包括消防管网压力和喷淋阀下游压力；第三类是故障信号，各种泵运转的故障信号，喷淋阀的故障信号；

所述火气系统控制台功能仿真用于对设置于中控室的火气控制台的功能进行仿真，包括各火区的远程释放按钮功能，包括FM200或消防水喷淋；各火区的报警状态显示包括火灾报警和燃气泄漏报警；消防设施的状态包括FM200的释放和抑制状态显示、喷淋阀的状态显示和消防泵的状态显示；系统报警的响应和复位。