李久成，蘇佳杰，劉志強(qiáng)

(渤海石油管理局(有限天津分公司)渤南作業(yè)公司 天津300452)

海上油氣田火災(zāi)盤(pán)多為 KIDDE公司生產(chǎn)的PEGAsysML型可尋址型火災(zāi)報(bào)警控制盤(pán)，該火災(zāi)尋址盤(pán)在海上油氣田自投運(yùn)使用至今已有十多年，隨著年限的增加，故障率不斷增加，誤報(bào)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，極大地增加了操作和維修人員的工作量。

由于年代過(guò)久，目前廠家已停止提供維修服務(wù)以及相關(guān)備件，這將影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性和可靠性，存在極大的安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)，一旦核心設(shè)備(如控制器、通訊模塊)出現(xiàn)故障，無(wú)備件可供更換，整個(gè)火災(zāi)尋址盤(pán)將無(wú)法使用，因此急需對(duì)火災(zāi)尋址盤(pán)進(jìn)行升級(jí)。

1 項(xiàng)目實(shí)施的可行性研究

1.1 海上油氣田火災(zāi)尋址盤(pán)國(guó)產(chǎn)化的必要性

進(jìn)口火災(zāi)尋址盤(pán)雖然性能先進(jìn)，但由于專業(yè)性強(qiáng)，其備件必須從國(guó)外進(jìn)口，而進(jìn)口備件的手續(xù)繁雜，如果供貨渠道不暢，交貨周期將會(huì)延長(zhǎng)。因此，如果設(shè)備故障而沒(méi)有備件，需要臨時(shí)采辦備件，會(huì)延長(zhǎng)設(shè)備的維修時(shí)間，使設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間不能正常運(yùn)行，給安全生產(chǎn)帶來(lái)極大的影響。如果大量庫(kù)存?zhèn)浼?，進(jìn)口備件價(jià)格昂貴，無(wú)形中增加了平臺(tái)的庫(kù)存成本。同時(shí)進(jìn)口火災(zāi)盤(pán)廠家進(jìn)行維修服務(wù)的費(fèi)用較高?；谝陨显颍斐闪诉M(jìn)口火災(zāi)尋址盤(pán)高維護(hù)成本和影響正常使用的問(wèn)題。

1.2 海上油氣田火災(zāi)尋址盤(pán)國(guó)產(chǎn)化原則和規(guī)范

為保證油氣田火災(zāi)尋址盤(pán)國(guó)產(chǎn)化的順利進(jìn)行，滿足海上工作環(huán)境的需要和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，特制訂火災(zāi)尋址盤(pán)國(guó)產(chǎn)化的相關(guān)原則和標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.1 油氣田火災(zāi)尋址盤(pán)國(guó)產(chǎn)化的原則

國(guó)產(chǎn)化設(shè)備各項(xiàng)(實(shí)際)性能指標(biāo)原則上不能低于原進(jìn)口設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)，要求對(duì)照原設(shè)備的材料防爆等級(jí)、防護(hù)等級(jí)等，在考慮經(jīng)濟(jì)性的前提下按國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)整體更換，保證原整體設(shè)備性能不變。但在安裝尺寸、型號(hào)等方面應(yīng)盡量采用現(xiàn)行的、適合本行業(yè)及本裝置的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.2 油氣田火災(zāi)尋址盤(pán)國(guó)產(chǎn)化參考的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

主要參考標(biāo)準(zhǔn)有：IEC 61508《電氣/電子/可編程電子安全系統(tǒng)的功能安全》、GB3836.1—2000《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備的要求》、GB4717—2005《火災(zāi)報(bào)警控制器》、GB/Z 24978—2010《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)》。

2 項(xiàng)目的方案制定與實(shí)施

2.1 國(guó)產(chǎn)火災(zāi)尋址盤(pán)簡(jiǎn)介

海上油氣田大多采用的是 LD128EH(M)新型火災(zāi)報(bào)警控制器(聯(lián)動(dòng)型)，此火災(zāi)報(bào)警控制器是智能化的二總線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備，采用中文液晶顯示，集報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制于一體，分 2個(gè)探測(cè)回路，最大地址點(diǎn)數(shù)為512點(diǎn)，配備了8路繼電器有源輸出和2路無(wú)源輸出接點(diǎn)。

本設(shè)備具備1路CAN總線接口，總線通訊穩(wěn)定可靠，可以與其他外部設(shè)備進(jìn)行通訊。采用 LD6900系列通訊轉(zhuǎn)化模塊，可具有 RS232、RS485等其他通訊接口(圖1)。

圖1 國(guó)產(chǎn)化的火災(zāi)尋址盤(pán)Fig.1 Localized fire addressing panel

2.2 項(xiàng)目的實(shí)施

為保障火災(zāi)尋址盤(pán)在最短時(shí)間內(nèi)完成升級(jí)，盡量減少由于火災(zāi)尋址盤(pán)更換對(duì)平臺(tái)安全生產(chǎn)的影響，前期對(duì)改造方案反復(fù)進(jìn)行了優(yōu)化，在做好充分的前期準(zhǔn)備后，開(kāi)始火災(zāi)尋址盤(pán)的更換工作。

①根據(jù)地址表對(duì)各個(gè)新探頭進(jìn)行編址，共有30個(gè)探頭(包括SD、HD)、14個(gè)手報(bào)站(圖2)。

②為節(jié)約更換時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)先期完成了整個(gè)火災(zāi)尋址盤(pán)的組裝和調(diào)試工作，舊尋址盤(pán)拆除后，新尋址盤(pán)整體安裝到位后立即進(jìn)行調(diào)試。

③查看圖紙，確認(rèn)線路，將原有Loop1、Loop2進(jìn)行斷電，做好標(biāo)記和校線工作，并完成舊探頭的拆除和新探頭的安裝工作。

圖2 回路總線圖Fig.2 General circuit diagram

④在手動(dòng)報(bào)警站內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行更換過(guò)程中，由于新式火災(zāi)尋址盤(pán)與更換后的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊不兼容，為盡快解決此問(wèn)題，通過(guò)與廠家技術(shù)人員合作研究和試驗(yàn)，最終通過(guò)對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的自主改造，使其兼容了新火災(zāi)尋址盤(pán)，保證手動(dòng)報(bào)警站的正常使用。

⑤確認(rèn)因果邏輯。經(jīng)查實(shí)舊尋址盤(pán)斷電后不會(huì)造成關(guān)斷，于是對(duì)舊尋址盤(pán)進(jìn)行整體斷電和拆除工作，完成新尋址盤(pán)的安裝工作及控制回路與尋址盤(pán)的接線，系統(tǒng)上電后，各項(xiàng)參數(shù)顯示正常，為系統(tǒng)調(diào)試工作做好了充分準(zhǔn)備。

⑥組態(tài)火災(zāi)尋址盤(pán)與中控 PLC間的通信。LD128EH(M)新型火災(zāi)報(bào)警控制器的通信方式支持232和 485兩種通信方式。油氣田采用的則為美國(guó)Woodhead網(wǎng)絡(luò)通信卡，屬于第三方通信卡，因此在通信時(shí)需要第三方配置軟件。我們使用 RS485通信方式，通過(guò) modbus通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)尋址盤(pán)與PLC間的通信，使同一時(shí)間多條報(bào)警能夠同時(shí)傳輸，保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

原火氣系統(tǒng)的SD、HD以及MA的編碼方式為：每個(gè)探頭一共有 RY1、RY2、RY3、RY4、MP03、MP04 6個(gè)觸發(fā)邏輯進(jìn)行控制。由于其控制方式是二進(jìn)制編碼控制(例如第一個(gè)探頭或手報(bào)站編號(hào)為 000001，對(duì)應(yīng)變量RY1為常開(kāi)點(diǎn)，其余皆為常閉點(diǎn)，這樣當(dāng)探頭報(bào)警時(shí)就會(huì)通過(guò)相應(yīng)的編碼確定其區(qū)域，以此類(lèi)推，第二個(gè)探頭或手報(bào)站編號(hào)為 000010，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有探頭或手報(bào)站的控制)，存在同一時(shí)間能傳送一個(gè)探頭報(bào)警信息的弊端，因此實(shí)時(shí)性較差。

對(duì)于現(xiàn)有的火氣系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上可以支持 6路脈沖輸出，但是考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定性，為避免在報(bào)警傳送過(guò)程中出現(xiàn)混亂，而采用 Modbus通信將巡檢信息直接上傳至 PLC。此種通信方式，可以實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間傳送多條報(bào)警信息的功能，滿足系統(tǒng)報(bào)警實(shí)時(shí)性的要求。為了不做大的修改，直接將所讀取的地址信息并至原程序段上來(lái)確保控制邏輯的實(shí)現(xiàn)。

⑦系統(tǒng)調(diào)制?；馂?zāi)尋址盤(pán)與中控通訊連接后，進(jìn)行測(cè)試。在現(xiàn)場(chǎng)用專用工具對(duì)感煙、感溫探測(cè)器逐一進(jìn)行報(bào)警測(cè)試，觀察尋址盤(pán)和中控報(bào)警信息，對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)探頭與火災(zāi)盤(pán)和中控的地址相對(duì)一致。對(duì)于手動(dòng)報(bào)警站測(cè)試，為避免造成關(guān)斷，首先在火災(zāi)盤(pán)上給予中控模擬信號(hào)，火災(zāi)盤(pán)與中控的地址一一對(duì)應(yīng)，然后將火災(zāi)盤(pán)與中控的通信斷開(kāi)，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)手動(dòng)報(bào)警站發(fā)出報(bào)警信號(hào)，再對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)報(bào)警站與火災(zāi)盤(pán)的地址，通過(guò)這種方式將中控、火災(zāi)盤(pán)、現(xiàn)場(chǎng)地址一一對(duì)應(yīng)，通過(guò)程序?qū)馂?zāi)尋址盤(pán)產(chǎn)生報(bào)警后所引發(fā)的關(guān)斷信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，火災(zāi)盤(pán)報(bào)警后引起的關(guān)斷信號(hào)正常準(zhǔn)確。

3 項(xiàng)目的實(shí)施效果與經(jīng)濟(jì)效益

國(guó)產(chǎn)化后的火災(zāi)尋址盤(pán)已經(jīng)投入使用4個(gè)多月，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，探頭靈敏度高，報(bào)警信息準(zhǔn)確，并通過(guò)了 CCS的現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證。通過(guò)實(shí)踐證明，海上氣油田火災(zāi)尋址盤(pán)的成功國(guó)產(chǎn)化給操作人員帶來(lái)了方便，簡(jiǎn)潔明晰的中文系統(tǒng)，易于上手，同時(shí)中文報(bào)警信息和故障信息方便了工作人員的日常維護(hù)和故障排查。

海上油氣田火災(zāi)尋址盤(pán)的國(guó)產(chǎn)化得到較大收獲。其一，國(guó)產(chǎn)火災(zāi)尋址盤(pán)的供貨渠道比較方便，相關(guān)備件的采購(gòu)也不再“一件難求”，避免了國(guó)外技術(shù)的掣肘，同時(shí)降低了備件成本和后期的維護(hù)成本；其二，海上油氣田火災(zāi)盤(pán)改造工程相比升級(jí)為進(jìn)口產(chǎn)品節(jié)約了大量費(fèi)用；其三，作為渤海地區(qū)海上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)尋址盤(pán)國(guó)產(chǎn)化的油氣田，為其他油氣田以及類(lèi)似項(xiàng)目提供了良好的借鑒。