李久成，蘇佳杰，劉志強

(渤海石油管理局(有限天津分公司)渤南作業(yè)公司 天津300452)

海上油氣田火災盤多為 KIDDE公司生產(chǎn)的PEGAsysML型可尋址型火災報警控制盤，該火災尋址盤在海上油氣田自投運使用至今已有十多年，隨著年限的增加，故障率不斷增加，誤報現(xiàn)象時有發(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，這將影響整個系統(tǒng)運行的連續(xù)性和可靠性，存在極大的安全隱患和風險，一旦核心設(shè)備(如控制器、通訊模塊)出現(xiàn)故障，無備件可供更換，整個火災尋址盤將無法使用，因此急需對火災尋址盤進行升級。

1 項目實施的可行性研究

1.1 海上油氣田火災尋址盤國產(chǎn)化的必要性

進口火災尋址盤雖然性能先進，但由于專業(yè)性強，其備件必須從國外進口，而進口備件的手續(xù)繁雜，如果供貨渠道不暢，交貨周期將會延長。因此，如果設(shè)備故障而沒有備件，需要臨時采辦備件，會延長設(shè)備的維修時間，使設(shè)備長時間不能正常運行，給安全生產(chǎn)帶來極大的影響。如果大量庫存?zhèn)浼?，進口備件價格昂貴，無形中增加了平臺的庫存成本。同時進口火災盤廠家進行維修服務(wù)的費用較高?；谝陨显?，造成了進口火災尋址盤高維護成本和影響正常使用的問題。

1.2 海上油氣田火災尋址盤國產(chǎn)化原則和規(guī)范

為保證油氣田火災尋址盤國產(chǎn)化的順利進行，滿足海上工作環(huán)境的需要和相關(guān)的標準，特制訂火災尋址盤國產(chǎn)化的相關(guān)原則和標準。

1.2.1 油氣田火災尋址盤國產(chǎn)化的原則

國產(chǎn)化設(shè)備各項(實際)性能指標原則上不能低于原進口設(shè)備的各項指標，要求對照原設(shè)備的材料防爆等級、防護等級等，在考慮經(jīng)濟性的前提下按國內(nèi)標準整體更換，保證原整體設(shè)備性能不變。但在安裝尺寸、型號等方面應(yīng)盡量采用現(xiàn)行的、適合本行業(yè)及本裝置的國家及行業(yè)標準。

1.2.2 油氣田火災尋址盤國產(chǎn)化參考的相關(guān)標準

主要參考標準有：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《火災報警控制器》、GB/Z 24978—2010《火災自動報警系統(tǒng)性能評價》。

2 項目的方案制定與實施

2.1 國產(chǎn)火災尋址盤簡介

海上油氣田大多采用的是 LD128EH(M)新型火災報警控制器(聯(lián)動型)，此火災報警控制器是智能化的二總線火災自動報警設(shè)備，采用中文液晶顯示，集報警及聯(lián)動控制于一體，分 2個探測回路，最大地址點數(shù)為512點，配備了8路繼電器有源輸出和2路無源輸出接點。

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 國產(chǎn)化的火災尋址盤Fig.1 Localized fire addressing panel

2.2 項目的實施

為保障火災尋址盤在最短時間內(nèi)完成升級，盡量減少由于火災尋址盤更換對平臺安全生產(chǎn)的影響，前期對改造方案反復進行了優(yōu)化，在做好充分的前期準備后，開始火災尋址盤的更換工作。

①根據(jù)地址表對各個新探頭進行編址，共有30個探頭(包括SD、HD)、14個手報站(圖2)。

②為節(jié)約更換時間，現(xiàn)場先期完成了整個火災尋址盤的組裝和調(diào)試工作，舊尋址盤拆除后，新尋址盤整體安裝到位后立即進行調(diào)試。

③查看圖紙，確認線路，將原有Loop1、Loop2進行斷電，做好標記和校線工作，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在手動報警站內(nèi)信號轉(zhuǎn)換模塊進行更換過程中，由于新式火災尋址盤與更換后的信號轉(zhuǎn)換模塊不兼容，為盡快解決此問題，通過與廠家技術(shù)人員合作研究和試驗，最終通過對信號轉(zhuǎn)換模塊的自主改造，使其兼容了新火災尋址盤，保證手動報警站的正常使用。

⑤確認因果邏輯。經(jīng)查實舊尋址盤斷電后不會造成關(guān)斷，于是對舊尋址盤進行整體斷電和拆除工作，完成新尋址盤的安裝工作及控制回路與尋址盤的接線，系統(tǒng)上電后，各項參數(shù)顯示正常，為系統(tǒng)調(diào)試工作做好了充分準備。

⑥組態(tài)火災尋址盤與中控 PLC間的通信。LD128EH(M)新型火災報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Woodhead網(wǎng)絡(luò)通信卡，屬于第三方通信卡，因此在通信時需要第三方配置軟件。我們使用 RS485通信方式，通過 modbus通信協(xié)議實現(xiàn)了火災尋址盤與PLC間的通信，使同一時間多條報警能夠同時傳輸，保證了系統(tǒng)的實時性。

原火氣系統(tǒng)的SD、HD以及MA的編碼方式為：每個探頭一共有 RY1、RY2、RY3、RY4、MP03、MP04 6個觸發(fā)邏輯進行控制。由于其控制方式是二進制編碼控制(例如第一個探頭或手報站編號為 000001，對應(yīng)變量RY1為常開點，其余皆為常閉點，這樣當探頭報警時就會通過相應(yīng)的編碼確定其區(qū)域，以此類推，第二個探頭或手報站編號為 000010，這樣就可以實現(xiàn)對所有探頭或手報站的控制)，存在同一時間能傳送一個探頭報警信息的弊端，因此實時性較差。

對于現(xiàn)有的火氣系統(tǒng)在設(shè)計上可以支持 6路脈沖輸出，但是考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定性，為避免在報警傳送過程中出現(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，可以實現(xiàn)同一時間傳送多條報警信息的功能，滿足系統(tǒng)報警實時性的要求。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確?？刂七壿嫷膶崿F(xiàn)。

⑦系統(tǒng)調(diào)制?；馂膶ぶ繁P與中控通訊連接后，進行測試。在現(xiàn)場用專用工具對感煙、感溫探測器逐一進行報警測試，觀察尋址盤和中控報警信息，對應(yīng)現(xiàn)場探頭與火災盤和中控的地址相對一致。對于手動報警站測試，為避免造成關(guān)斷，首先在火災盤上給予中控模擬信號，火災盤與中控的地址一一對應(yīng)，然后將火災盤與中控的通信斷開，在現(xiàn)場對手動報警站發(fā)出報警信號，再對應(yīng)現(xiàn)場手動報警站與火災盤的地址，通過這種方式將中控、火災盤、現(xiàn)場地址一一對應(yīng)，通過程序?qū)馂膶ぶ繁P產(chǎn)生報警后所引發(fā)的關(guān)斷信號進行監(jiān)控，火災盤報警后引起的關(guān)斷信號正常準確。

3 項目的實施效果與經(jīng)濟效益

國產(chǎn)化后的火災尋址盤已經(jīng)投入使用4個多月，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，探頭靈敏度高，報警信息準確，并通過了 CCS的現(xiàn)場認證。通過實踐證明，海上氣油田火災尋址盤的成功國產(chǎn)化給操作人員帶來了方便，簡潔明晰的中文系統(tǒng)，易于上手，同時中文報警信息和故障信息方便了工作人員的日常維護和故障排查。

海上油氣田火災尋址盤的國產(chǎn)化得到較大收獲。其一，國產(chǎn)火災尋址盤的供貨渠道比較方便，相關(guān)備件的采購也不再“一件難求”，避免了國外技術(shù)的掣肘，同時降低了備件成本和后期的維護成本；其二，海上油氣田火災盤改造工程相比升級為進口產(chǎn)品節(jié)約了大量費用；其三，作為渤海地區(qū)海上第一個實現(xiàn)火災尋址盤國產(chǎn)化的油氣田，為其他油氣田以及類似項目提供了良好的借鑒。