(二)重大危險源實時監(jiān)控預(yù)警技術(shù)

　　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(yù)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(shè)施或設(shè)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(yù)警系統(tǒng)所要關(guān)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(yù)警和控制，預(yù)防重大事故的發(fā)生，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。

　　要達(dá)到重大危險源的自動檢測和自動控制的目的，還應(yīng)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(guān)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(yīng)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(luò)通信等理論與實踐技術(shù)，構(gòu)成易燃、易爆、有毒重大危險源監(jiān)控預(yù)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(biāo)準(zhǔn)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(yù)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(biāo)準(zhǔn)信號。如果需采集的標(biāo)準(zhǔn)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(yuǎn)，因而需要采用遠(yuǎn)距離通信技術(shù)將數(shù)據(jù)采集裝置采集的數(shù)字信號傳送到較遠(yuǎn)的監(jiān)控計算機上。必要的時候，還要采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，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(yù)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(yù)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(yù)警行為。因而在正常工況下和非正常工況下應(yīng)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(yīng)急控制程序。

　　(2)事故臨界狀態(tài)。當(dāng)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(yīng)急控制措施，就會引發(fā)火災(zāi)、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(yīng)急決策系統(tǒng)顯示排除故障系統(tǒng)的操作步驟，指導(dǎo)操作人員正確、迅速恢復(fù)正常工況，同時發(fā)出應(yīng)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(guān)閉進料閥制止液位上升等);或者當(dāng)可燃?xì)怏w傳感器檢測到危險源對象周圍空氣中的可燃?xì)怏w濃度達(dá)到閾值時，監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)將及時報警，同時還能根據(jù)檢測的可燃?xì)怏w的濃度及氣象參數(shù)(風(fēng)速、風(fēng)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(yù)測值，以便采取相應(yīng)的措施，防止火災(zāi)、毒物的進一步擴大。

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

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