DB32 1321.4-2009 固定危险源建设规范 第4部分 传感器与仪器仪表信号安全监测预警子系统.pdf

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1、 ICS 13 .200 A25 备案号 ： 江苏省地方标准DB32DB32/ 1321.42009固定危险源监测预警系统建设规范 第部分 : 传感器与仪器仪表信号安全监测预警子系统 Code for construction of fixed hazard safety monitoring and early- warning system Part : monitoring and early warning subsystem of Sensors and instrumentation equipment signal 200 9-00 -00 发布 2009-00- 00 实施江苏

2、省质量技术监督局 发布 DB32/ 1321.4 - 2009 I 目 次 前 言 . . II 1 范围 . . 1 3 术语与定义 . 1 4 总则 . . 2 5 系统结构 . . 2 6 监测预警的对象 . . 4 7 系统设计及功能要求 . . 4 8 系统性能指标 . . 7 9 传感器和仪器仪表的设置 . . 8 DB32/T -2009 II 前 言 DB/1321 固定危险源安全监测预警系统建设规范 分为五个部分 ： 第 1 部分 ：通则； 第 2 部分 ： 视频监测预警子系统； 第 3 部分 ： 实体防入侵监测预警子系统 ； 第 4 部分： 传感器与仪器仪表信号安全监测预警

3、子系统； 第 5 部分 ： 固定危险源安全监测预警系统施工条件与工程验收 。 本部分为 DB/1321 的第 4 部分。 本部分 4、 5 为强制性条款。 本部分 由江苏省安全生产监督管理局提出。 本部分 由江苏省安全生产标准化技术委员会归口。 本部分起草单位： 江苏省安全生产科学研究院 ； 上海本安仪表系统有限公司 ； 江苏安产网络技术有限公司； 亚太安讯网络电子技术有限公司。 本部分 主要起草人： 胡义铭、孙亮、 赵枫名 、杜宇、沈磊、 李安江 、董宇、张国建、朱坚平、吴起、 柏萍 。 DB32/ 1321.4 - 2009 1 固定危险源安全监测预警系统建设规范 第 4 部分 ： 传感器

4、与仪器仪表信号监测预警子系统 1 范围 DB32/1321 的本部分规定了传感器与仪器仪表信号监测预警子系统的 术语与定义 、总则、 系统结构、监测预警的对象、 系统设计及功能要求 、系统性能指标、传感器和仪器仪表的设置要求。 本部分 适用于固定危险源安全监测预警系统传感器与仪器仪表信号安全监测预警子系统规划 、设计、建设、 监测验收和运营管理 的 固定危险源安全监测预警系统传感器与仪器仪表信号安全监测 预警子系统。 2 规范性引用文件 下列文件的条款通过本标准的引用 而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件 ，其随后所有的修改单（ 不包括勘误的内容）或修订版式均不适用于本标准，然而， 鼓励根

5、据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本 。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB3836-2000 爆炸性气体环境用电气设备 GB3836.4 爆炸性气体环境用电气设备, 第 4 部分本质安全型 “ i” GB/T17626.2-1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T17626.3-1998 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T17626.4-1998 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T17626.5-1998 电磁兼容试验和测量技术浪涌 ( 冲击) 抗扰度试验 HG/T20507 - 2000

6、自动化仪表选型设计规定 HG/T21581 - 95 自控安装图册 IEC61131 3 控制编程语言的国际标准 3 术语与定义 DB32/ 1231 .1 确立的及下列术语和定义适用于本标准 。 3.1 传感器与仪表仪器信号安全监测预警子系统 : Monitoring and early warning s ystem based on transducer and instrumentation 作为独立于生产过程自动化系统的安全监管专用系统 , 具有模拟量 、开关量、累计量采集、 存储 、显示、 预警处理和传输等功能, 可监测记录来自于传感器或仪器仪表装置的各种可能直接产生重大事故的生产

7、及环境关键安全预警参数信号 ( 液位、温度、湿度、压力、流量、 阀位、火焰、可燃或有毒气体浓度、 风向和风速、 火灾保警信号等),并实现区域联网预警功能 , 为重大事故区域联防提供实时DB32/T -2009 2 监测数据, 同时为事故追忆分析 , 落实安全责任 提供原始数据 。 3.2 传感器 transducer 将被测非电量转换为电信号输出的元件 。 3.3 仪器仪表 instrumentation 仪器仪表是用以检出 、 测量 、 观察 、 计算各种物理量 、 物质成分 、 物性参数等的器具或设备 , 广义来说， 仪器仪表也可具有自动控制 、报警、 信号传递和数据处理等功能， 包括工业

8、生产过程自动控制系统中的二次仪表或集散型仪表控制系统, 以及火灾自动报警系统 等。 3.4 数据预警记录与传输单元 early warning data Recording and Transmission Unit 完 成对危险源现场传感器和各种仪器仪表控制装置( 含火灾自动报警装置等 ) 输出信号的采集、显示、 报警控制、 数据存储和事故追忆分析等功能 ，并具有与上一级监管中心数据传输的接口的单元 。 4 总则 4.1 传感器与仪表信号安全监测预警子系统应作为独立于生产过程自动化系统的安全监管专用系统,实现区域联网 , 为重大事故区域联防提供实时监测数据, 同时为事故追忆分析 , 落实安全

9、责任提供原始数据。 其建设应纳入固定危险源安全监测预警系统工程总体规划 、进行综合设计、同步施工、 独立验收、并交付使用。 4. 2 通过计算机、通信、 控制与信息处理技 术的有机结合 ，实现不同生产单元或区域 、不同设备之间的信息融合， 能实现危险源普查基础数据共享, 4.3 系统应具有强的电磁适应性和抗干扰性 , 在受到其他电子设备所产生的电磁波或者辐射影响时仍能满足各项技术要求正常工作 。同时系统不应释放干扰其它系统或者设备的正常运行电磁波或者辐射。 对相关的信号和网络应采取可靠的安全隔离措施确保各系统的独立性和安全性。 4. 4 系统应保证采集、 记录和传输的数据的精确性 、可靠性和严

10、肃性。 4. 5 系统应考虑与其他安防系统集成要求，具有与火灾报警系统等其他安全报警系统联动的接口, 可满足系统集成和实现统一管理的要求 。 4. 6 系统报警等级的设置应同事故应急预案相协调 ， 不同级别的事故报警分别启动相对应的应急预案 。 4. 7 传感器与仪表信号安全监测预警子系统中选用的设备、 部件产品， 应符合国家法规和现行相关标准的要求，并提供国家质检部门授权的检测检验机构出具的检测报告或认证合格证明文件 , 其中与爆炸危险场所相关的设备 、部件产品 ， 必须提供防爆合格证。 5 系统结构 5.1 系统总体构架图 DB32/ 1321.4 - 2009 3 图 1 固定危险源安全

11、监测预警系统功能总体结构框图 5.2 系统 总体构架说明 传感器与仪表信号安全监测预警子系统通过对生产现场可能直接产生重大事故的生产及环境关键参数( 液位、温度、湿度、压力、 流量 、阀位、 火焰 、可燃及有毒气体、 风向和风速等) 进行 数据采集记录 , 并实现区域联网预警和联防等功能 , 它由传感器或各种仪器仪表装置、 数据预警记录与传输单元、数据通讯网络以及中心计算机数据监管系统等仪表和计算机通讯器材所组成 。 区县( 园区 ) 监管指挥企业监控中心 仪器仪表装置 各类传感器标准信号 汇聚平台 地图管理与数据显示 历史数据存储与回放 设备诊断与维护监管 事故追忆分析 统计分析与报表打印

12、预警处理与存储 系统设置与网络管理 危险源数据库接口 省级指挥平台 市级安监局指挥中心 管理平台 事故追忆分析 统计报表 重要事件存储 地图管理与数据显示 危险源数据库接口 数据采集 接入平台 数据存储 数据显示 预警处理 协议转换 信号隔离 DB32/T -2009 4 系统主要由管理平台 、 汇聚平台和接入平台三级平台和传感器或各种仪器仪表装置共同构成 。参见本标准的第一部分。 各级平台应具有图 1 中所示的基本功能模块 , 各级 平台的设备组成如下 ： a) 管理平台 : 一般设在市级以上指挥控制中心, 主要设备组成包括顶层管理软件 、 服务器和控制电脑、显示设备、网络设备和电源设备等。

13、 b) 汇聚平台 : 一般设在各县区 ( 化工园区) 控制中心，主要设备组成包括区域管理软件 、服务器和控制电脑 、显示设备、 网络设备和电源设备等。 c) 接入平台： 一般设在企业值班室或监控中心, 主要设备组成包括数据预警记录与传输单元 、网络设备和电源设备， 以及可选配的企业监控管理软件、 控制电脑和显示设备等。 6 监测预警的对象 6.1 对于储罐区（ 储罐）、 库区（库）、 生产场所三类固定危险源， 因监控对象不同， 所需要的安全监控预警参数略有不同。 主要可分为 ： a ）储罐以及生产装置内的温度、压力、 液位 、流量、 阀位等直接安全参数 。 b ）当易燃易爆及有毒物质为气态或气

14、液两相时 ，应监测现场的可燃/ 有毒气体浓度 。 c ）气温 、湿度、风速、风向等环境参数 。 d ）音视频信号和人员出入情况 ( 参见本标准 DB32/ 1321 .2) 。 e ）明火和烟气。 f ）避雷针、 防静电装置的接地电阻以及供电状况 。 6. 2 储罐区 （储罐） 罐区监测预警参数主要根据储存介质特性和储罐的结构形式的不同进行选择 。 根 据对罐区危险及有害因素的分析 ，罐区的监测预警参数主要有罐内介质的液位、温度、压力，罐区内可燃/ 有毒气体浓度、明火、 环境参数以及音视频信号等 。主要的预警和报警指标包括高低液位超限、高温 、高压、流量限速、 浓度超高、 明火源和高风速等 。

15、 6. 3 库区 （库） 库区 （库）监测预警参数主要根据储存介质特性以及 包装物和容器 的结构形式的不同进行选择 。 根据库区 （库） 危险及有害因素的分析 ，其监测预警参数 主要 有库区室内的温度、湿度、 烟气以及室内外的可燃 / 有毒气体浓度、明火、音视频信号以及人员出入情况等。 主要的预警和报警指标包括温湿度超限 、浓度超高、明火源和烟气等。 6. 4 生产场所 生产场所监测预警参数主要根据物料特性、 工艺条件以及生产设备的结构形式的不同进行选择 。 根据生产场所危险及有害因素的分析，其 监测预警参数主要有温度、 压力 、液位、阀位、 流量以及可燃 / 有毒气体浓度 、 明火和音视频信

16、号 等。 主要的预警和报警指标包括液位和流量超限 、温度和压力异常、 浓度超高和明火源等 。 7 系统设计及功能要求 7.1 环境条件 批注 yy1: 采用格式同煤矿安监标准 DB32/ 1321.4 - 2009 5 7.1.1 系统中用于设在安全场所的机房、 监控中心和指挥中心的设备 ，应能在下列条件下正常工作 ： a) 环境温度：1530 ； b) 相对湿度：40% 70%； c) 温度变化率：小于 10 /h，且不得结露； d) 大气压力：80106kPa ； e)GB/T 2887 规定的尘埃 、 照明 、噪声、 电磁场干扰和接地条件 。 7.1.2 除有关标准另有规定外， 系统中用

17、于危险源现场的设备应在下列条件下正常工作 ： a) 环境温度：- 20 55； b) 平均相对湿度：不大于 95%(25 ) ； c) 大气压力：80106kPa ； d) 有爆炸性气体混合物或可能有爆炸性气体混合物 ，但无显著振动和冲击、 无破坏绝缘的腐蚀性气体。 7.2 系统供电电源 7.2.1 电源应具有防雷和抗浪涌保护功能。 7.2.2 交流供电电源 ：采用在线式 UPS 以保证事故停电后仍能有效供电 15 分钟。 a) 电压 ： 380V/220V ，误差应不大于10% ； b) 频率 ： 50Hz ，其误差应不大于 5% ； c) 谐波失真系数： 应不大于 5% 。 7.2.3 直

18、流供电电源： 为本系统相关的各种传感器或仪器仪表供电的直流电源应取自在线式 UPS ；直流电源输出电压为 24V ，误差应不大于5% 。 7.3 系统功能要求 7.3.1 接入平台数据预警记录与传输单元 数据预警记录与传输单元应采用 工业级标准设计和生 产， 其结构应根据不同的应用采用防尘 、防水、 防腐蚀 或防爆设计 （在危险场所应用必须符合防爆认证要求） , 必须具有高的可靠性 、稳定性和耐用性以满足 一经安装使用就可以 长期 免于维护 的要求, 即使 在高温 、 高湿 、低温、 电磁干扰 和防爆危险等严酷环境中依然保持稳定工作。 7.3.1.1 数据采集 a) 系统应具有温度 、 压力

19、、 液位和可燃 / 有毒气体浓度等模拟量以及火焰 、烟气、阀门等开关量信号的采集功能。 b) 数据采集的信号接口应采用防雷保护措施 ,信号通道间应采用光电隔离或变压器隔离保护措施并保证隔离耐压不小于 1500 伏, 以防止现场信号间的干扰影响 、 提高系统可靠性和降低强电流造成整个系统损毁的可能性 , 如安装在危险场所的传感器选用本质安全型 , 则 所关联的隔离部件还须符合GB3836 .4 的规定。 数据采集应能满足以下要求 : 模拟量输入信号类型：0- 5Vdc /4 -20 mAdc/ 热电阻 / 热电偶 ； 开关量输入信号类型： 干接点 批注 yy2: 批注 yy3: 更通顺些 DB3

20、2/T -2009 6 开关量输出信号类型：继电器 通讯输入输出接口 ：具有不少于 1 个以太网接口和 2 个串行接口（ 通道间隔离 ）， 支持 多种标准通讯协议 以接收其他仪表控制装置输出的通讯数据。 c) 数据采集时间间隔: 1S 。 7.3.1. 2 记录存储 数据本地存储： 具有可靠的 掉电保护功能 ， 并采取必要的数据加密技术进行存储， 以避免数据被篡改, 保证数据的真实可靠性 ，数据存储文件可通过网络传送或通过本地 USB 主结构接口用 U 盘等读取 , 存储器或存储器关联模组应采用特殊的保护措施以保证在事故后继续可读 , 从而为事故分析鉴定提供原始数据。 接入平台 本地存储 的所

21、有数据应附带时间信息, 存储数据包括: a) 以分钟为记录间隔单位 的常规历史数据: 至少包括每分钟平均值 、最高值 、最低值和最新值; b) 以秒为记录间隔单位的事故追忆数据: 报警或事故前 5 分钟直至报警或事 故后 5 分钟期间各相关监测信号的秒级测量记录数据;c) 事件 记录: 包括电源记录 、 报警记录 、操作记录、 通讯记录 、系统故障与恢复记录等。 7.3.1.3 报警 系统应具有根据设定的报警条件进行分级报警提示的功能 。 a) 当出现模拟量超限、 开关量状态改变以及其他 异常情况时实时实现多种方式的联动报警，包括报警点声光报警以及必要时可 选短信报警等。 在事故现场设置有监控

22、摄影头的情况时应可触发视频联动处理机制。 b) 系统应设有事故远程手动报警按钮， 此按钮应设在适应部位并带有防护罩和明显标志 。 c) 报警设置， 应支持多种报警条件的组态 。每个模拟量点应有两种以上报警级别 。任一开关量点的状态均可报警。 应支持不同报警级别的分级处置， 包括报警方式的设定以及数据上报等 ； 还应支持设置报警延时启动时间值。 d) 当有复杂的报警预警策略情况下 ,报警装置应按照 IEC61131 -3 标准来建立并执行预警逻辑策略。 e) 系统应可以区分仪表监测预警和设备故障预警 。 7.3.1.4 查询显示 数据预警记录与传输单元应具有显示和查询操作功能, 提供中文菜单具有

23、人机对话功能,显示字符应笔划完整、 清晰规范， 在使用中不依靠环境光源也能正确读数 , 显示器每个汉字的大小不小于66mm, 显示数据 参数时字符高度不小于4mm 。 对实时和历史数据的查询, 查询信息包括 ： a) 模拟量实时监测值及其历史变化趋势曲线查询显示 ； b) 开关量状态及变化时刻 ； c) 报警及警报解除记录信息表； d) 系统操作日志包括电源记录, 操作记录, 通讯记录及系统故障与恢复记录等 。 7.3.1.5 故障自诊断功能 DB32/ 1321.4 - 2009 7 单元应具有故障自诊断功能 。 当系统中传感器、 现场控制器、线缆、传输接口、 电源和保护接地等设备或装置故障

24、时， 系统可以自动识别，报警并记录故障设备和时间等相关信息。 7.3.1.6 数据传输接口 :包括有线和无线两类 , 用于现场数据预警记录传输单元和汇聚平台之间的实时、 定时或事件触发型的双向通讯 。数据 传输应具有主动 自动上传功能和被叫回复打包传输功能。在有线网络不具备或故障的情况下可以通过无线通讯方式进行信息传送。 对于不宜于采用有线数据传输的应用环境 ，可选用无线传输技术与装备。 7.3.1.7 其他功能要求 a) 系统应具有以太网网络通信功能，支持不同网络和设备间的数据访问和交换 ； b) 现场危险场所使用的设备必须符合 GB3836 -2000 防爆标准； c) 系统应有自动时间校

25、准功能，系统的时钟误差应小于等于 5 秒/24 小时； d) 系统应具有灾难恢复功能。 7.3.2 汇聚平台中心管理软件功能要求 a）系统管理：用户管理 、权限管理 、网络管理 、 设备诊断与维护管理 、参数设置、区域地图管理； b） 和其他数据库接口: 与区域危险源普查数据库无缝连接, 能调用系统监控对象的地图 、 平面图 、装置工艺流程图、应急救援线路图和紧急疏散线路图以及其他基础数据 ； c）实时监控： 以图表方式动态显示系统监控对象的实时数据, 可在地图、 平面图 、 装置工艺流程图、应急救援线路图和紧急疏散线路图等上面叠加数据 、实时曲线、状态图、柱状图、模拟图 ,或进行列表显示；

26、d）数据备份存储与历史数据回放: 对数据进行备份存储, 并以趋势曲线图表方式进行数据回放 ； e）编辑：当前列表、曲线、模拟图或其他； f）查询统计 ：报警信息、模拟量、开关量 、设备故障 、操作记录和系统日志等； g）报警管理 ：报警条件设置 、实时报警显示 、记录和报警记录查询统计等 ； h）数据分析 ：系统运行状态分析、报警分析、故障分析和事故隐患分析等 ； i）报表：模拟量、开关量、报警信息、设备故障 、 操作记录和系统日志报表等； j）打印： 打印设置和打印输出等。 8 系统性能指标 8.1 模拟量输入处理精度 模拟量输入处理精度优于 0.2%FS。 8.2 模拟量输入、 输出 、传

27、 输处理误差 模拟量输出传输处理误差应不大于 0.1% 。 8.3 最大巡检周期 最大巡检周期应不大于1s ，并应满足监控要求 。 8. 4 存储时间 DB32/T -2009 8 以分钟为记录间隔单位的常规历史数据 保存时间应不少于 1 年 ;以秒为记录间隔单位的事故追忆数据应保存 500次以上, 报警信息等事件记录的保存时间应不少于1 年. 8. 6 系统余量 系统 所能连接的 传感器和执行器的 数量，应留有至少 20% 的余量。 8.7 工作稳定性 系统应进行工作稳定性试验 ， 连续通电试验时间不小于 7 天。测试期间，系统性能应符合本标准以及各自企业产品标准的规定 。 系统 平均无故障

28、工作时间 （ MTBF）应不小于 50000 小时 ，并应满足监控要求 。 8.9 抗干扰性 a） 设备应能通过 GB/T 17626.2 -1998 规定的3级（接触放电 ） 静电放电抗扰度试验，其性能应符合各自企业产品标准的规定； b） 系统应能通过 GB/T 17626.3 -1998 规定的2级射频电磁场辐射抗扰度试验 ，其性能应符合各自企业产品标准的规定 ； c） 系统应能通过 GB/T 17626.4 -1998 规定的3级电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 ，其性能应符合各自企业产品标准的规定 ； d） 系统应能通过 GB/T 17626.5 -1998 规定的3级浪涌（冲击 ） 抗扰度

29、试验 ，其性能应符 合各自企业产品标准的规定。 8.10 防爆性能 所有涉及危险防爆要求场所的设备必须符合 GB3836- 2000 防爆标准的规定 。 9 传感器和仪器仪表的设置 9.1 传感器及仪表选型 、设置的一般问题应遵循 HG/T20507 - 2000 等 行业标准的规定 ，主要考虑测量精度、 稳定性与可靠性、防爆和防腐、安装、维护及检修、 环境要求和经济性等因素。 设备的性能要求明确，传感器的稳定性不小于 15d 。 9.2 传感器和仪表安装的一般问题应遵循采用 HG/T21581 - 95 的规定。安装要合乎安全要求，选择合适的安装位置和安装方式。 9.3 关于危险气体监测 9

30、.3.1 各处设置的固定式探测系统在相应时间内， 应能实施连续探测 。 可燃气体检测报警仪应经国家指定机构及授权检验单位的计量器具制造认证、 防爆性能认证和消防认证。 有毒气体检测报警仪应经国家指定机构及授权检验单位的计量器具制造认证 。 防爆型有毒气体检测报警仪还应经国家指定机构及授权检验单位的防爆性能认证 。 9.3.2 气体探测器安装位置要求 可燃气体释放源处于露天或半露天布置的设备区内 ， 当检测点位于释放源的最小频率风向的上风侧时，可燃气 体检测点与释放源的距离不宜大于 15m，有毒气体检测点与释放源的距离不宜大于 2m；当检测点位于释放源的最小频率风向的下风侧时 ，可燃气体检测点与

31、释放源的距离不宜大于 5m，有 DB32/ 1321.4 - 2009 9 毒气体检测点与释放源的距离小于 1m。 可燃气体检测器的有效覆盖水平平面半径 ，室内宜为 7.5m ； 室外宜为 15m 。 在有效覆盖面积内 ，可设一台检测器。 检测比空气重的可燃气体或有毒气体的检测器 ，其安装高度应距地坪（或楼地板） 0.3 0.6m 。检测比空气轻的可燃气体或有毒气体的检测器 ，其安装高度宜高出释放源 0.5 2m。 检测器宜安装在无冲击 、 无振动 、无强电磁场干扰的场所，且周围留有不小于 0.3m 的净空。 注：气体密度大于 0.97kg/m 3 （标准状态下 ）即认为比空气重；气体密度小于

32、 0.97kg/m 3 （标准状态下）的即认为比空气轻。 9.3.3 指示误差、报警误差和报警设定应符合下列规定 ： a) 可燃气体的指示误差 ： 指示范围为 0 100%LEL时，5%LEL ； b) 有毒气体的指示误差：指示范围为0 3TLV时，10% 指示值： 指示范围高于3TLV 时， 10%量程值； c) 可燃气体的报警误差 ： 25% 设定值以内； d) 有毒气体的报警误差 ： 25% 设定值以内； e) 可燃气体的一 级报警（高限）设定值小于或等于 25%LEL ； f) 可燃气休的二级报警 （高限）设定值小于或等于 50%LEL ； g) 有毒气体的报警设定值应小于或等于 1TLV ， 当试验用标准气调制困难时， 报警设定值可为2TLV 以下。 注： LEL 可燃气体爆炸下限浓度 （ V%）值； TLV车间空气中有害物质的最高允许浓度值 ， 系指车间空气中有害物质的最高容许浓度 ， 即工人工作地点空气中有害物质所不应超过的数值。 此数值亦称上限量。 9.3.4 检测报警响应时间应符合下列规定： a) 可燃气体检测报警响应时间 ：扩散式小于 30s ；吸入式小于 20s。 b) 有毒气体检测 报警响应时间：扩散式小于60s ；吸入式小于 30s。 9.3.5 探测系统误报率应不大于 1次 预警 100次。