(二)重大危险源实时监控预警技术

　　1.计算机控制系统的组成原理

　　重大危险源计算机实时监控预警系统的主体框架如图2—4所示。

　　图2-4中危险源对象是指工业生产过程中所需的以及各种生产场所拥有的设施或设备，如罐区、库区、生产场所等对象。这些对象有各种易燃、易爆、毒性等危险物质，对安全生产和人身安全构成了极大的威胁。它们的特性参数是重大危险源监控预警系统所要关注的主要参数，将这些参数进行数据采集，转换成计算机所能识别的信号，利用计算机对重大危险源进行检测、监视、预警和控制，预防重大事故的发生，实现安全生产。

　　要达到重大危险源的自动检测和自动控制的目的，还应将主计算机所计算出的结果动态反馈到危险源对象上去，由执行机构对危险源对象的各种参数进行控制，使之运行在安全范围以内。计算机控制系统的典型结构如图2—5所示。

　　众所周知，表征工业生产过程特性的物理参数(危险源对象)大部分是模拟信号，或者是开关量信号，而计算机采用的是数字信号。为此，两者之间必须采用模/数转换器(A/D)和数/模转换器(D/A)，以实现这两种信号之间的转换。尽管各种工业生产过程、危险源对象多种多样，但对其实施控制的计算机却大同小异。

　　2.危险源数据采集系统

　　应用系统安全工程的理论、观点和方法，结合过程控制、自动检测、传感器、计算机仿真、数据传输和网络通信等理论与实践技术，构成易燃、易爆、有毒重大危险源监控预警系统。

　　首先从危险源数据采集系统开始，分析哪些因素是造成事故的原因，找到需要采集的危险源对象和参数。

　　将标准信号通过数据采集装置，转换成计算机能够识别的数字信号，用于控制或预警系统的后处理。

　　数据采集装置可以是数据采集卡、单片机或PLC。它往往可以同时采集多路标准信号。如果需采集的标准信号很多，也可以选用多个数据采集装置。

　　有的系统需要采用数据采集装置所采集来的数据，且监控计算机可能与数据采集装置相距很远，因而需要采用远距离通信技术将数据采集装置采集的数字信号传送到较远的监控计算机上。必要的时候，还要采用网络技术，将其连成局域网。整个数据采集系统采取分布式层级结构，其结构框图如图2-6所示。

　　3.计算机监控预警系统

　　重大危险源对象大多数时间运行在安全状况下。监控预警系统的目的主要是监视其正常情况下危险源对象的运行情况及状态，并对其实时和历史趋势作一个整体评判，对系统的下一时刻做出一种超前(或提前)的预警行为。因而在正常工况下和非正常工况下应该有对危险源对象及参数的记录显示、报表等功能。

　　(1)正常运行阶段。正常工况下，危险源运行模拟流程，进行主要参数(温度、压力、浓度、油/水界面、泄漏检测传感器输出等)的数据显示、报表、超限报警，并根据临界状态判据自动判断是否转入应急控制程序。

　　(2)事故临界状态。当被实时监测的危险源对象的各种参数超出正常值的界限时，如不采取应急控制措施，就会引发火灾、爆炸及重大毒物泄漏事故。在这种状态下，监控系统一方面给出声、光或语言报警信息，由应急决策系统显示排除故障系统的操作步骤，指导操作人员正确、迅速恢复正常工况，同时发出应急控制指令(例如，条件具备时可自动开启喷淋装置，使危险源对象降温，自动开启泄放阀降压，关闭进料阀制止液位上升等);或者当可燃气体传感器检测到危险源对象周围空气中的可燃气体浓度达到阈值时，监控预警系统将及时报警，同时还能根据检测的可燃气体的浓度及气象参数(风速、风向、气温、气压、湿度等)传感器的输出信息，快速绘制出混合气云团在电子地图上的覆盖区域、浓度预测值，以便采取相应的措施，防止火灾、毒物的进一步扩大。

　　(3)事故初始阶段。如果上述预防措施全部失效，或因其他原因致使危险源及周边空间起火，为及时控制火势，应与消防措施结合，可从两个方面采取补救措施：①应用早期火灾智能探测与空间定位系统及时报告火灾发生的准确位置，以便迅速扑救;②自动启动应急控制系统，将事故抑制在萌芽状态。

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