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一．概述

GDS系統(tǒng)基于開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具備與其他品牌的系統(tǒng)設備（平臺）通過工業(yè)標準通訊、平臺和協(xié)議實現(xiàn)集成和信息交換，協(xié)議包括MODBUS、TCP/IP和OPC。

系統(tǒng)由安裝在現(xiàn)場的可燃/有毒氣體探測器和安裝在控制室內(nèi)的控制單元、數(shù)據(jù)采集模塊、工作站等組成。通過數(shù)據(jù)采集模塊對現(xiàn)場檢測器實施數(shù)據(jù)采集，并通過通訊模件完成于操作員站或第三方系統(tǒng)（設備）之間的通訊，接受相關信息并傳遞實時數(shù)據(jù)。

可燃/有毒氣體探測器負責對生產(chǎn)現(xiàn)場的各種氣體的檢測，并將采集的氣體濃度轉(zhuǎn)換成模擬信號。數(shù)據(jù)采集模塊將采集到的信號，以串行通訊的方式傳送至GDS控制單元上，GDS控制單元根據(jù)檢測值分別與各自的報警上/下限進行比較，當某個探測器檢測到的濃度超過上限或低于下限時，GDS控制單元通過DO模塊輸出報警信號，開啟聲光報警器并開啟或關閉相關設備。

操作人員可以通過工控機的觸摸屏、操作員站和工程師站等人機交互界面，實時監(jiān)視廠區(qū)內(nèi)所有檢測點的情況，主要有氣體濃度值，報警上限，實時曲線和歷史數(shù)據(jù)等。當發(fā)生報警時也可以通過工控機進行消音和報警響應。

二．系統(tǒng)功能
通過GDS系統(tǒng)（氣體檢測報警系統(tǒng)）實現(xiàn)集實時監(jiān)測、預警處理、遠程控制、設備管理與一體，能夠?qū)崿F(xiàn)對廠區(qū)內(nèi)危險氣體泄漏實時監(jiān)測并智能判斷報警，支持聲光報警、視頻聯(lián)動報警等多種報警效果。可有效預防企業(yè)安全事故的發(fā)生，實現(xiàn)生產(chǎn)過程氣體泄漏與管理，保障企業(yè)安全生產(chǎn)。

系統(tǒng)特色
為使GDS系統(tǒng)具有高可靠性，在系統(tǒng)設計上，應遵循技術(shù)先進、運行可靠、功能豐富、使用方便、易于維護、合理投資的原則，對系統(tǒng)進行整體設計和實施。

先進性：采用先進的設計思想和設備，充分利用現(xiàn)有高新技術(shù)。

成熟性：采用成熟的技術(shù)、品牌及型號，并以標準方式建設，保證系統(tǒng)運行的良好。

開放性：遵循相關標準，能夠支持各種網(wǎng)絡和終端設備，支持各種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及開放的通訊協(xié)議。

擴展性：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)先進、合理，軟件、硬件擴充方便。

可靠性：提供容錯設計。支持故障檢測和恢復，可管理性強。

實用性：充分結(jié)合現(xiàn)場實際及用戶選定的通訊方式，滿足系統(tǒng)應用要求。

可維護性：選用國內(nèi)容易支持的、標準化的產(chǎn)品型號協(xié)議開放，易于維護。

經(jīng)濟性：在設計時充分考慮業(yè)主的實際情況，達到較高的性能價格比

三、相關標準

GBT 50493-2019《石油化工可燃和有毒氣體檢測報警設計標準》中有關GDS系統(tǒng)的規(guī)定：

5 可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統(tǒng)設計

5. 1 一般規(guī)定

5. 1. 1 可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統(tǒng)應由可燃氣體或有毒氣體探測器、現(xiàn)場警報器、報警控制單元等組成。

5. 1. 2 可燃氣體的第二級報警信號和報警控制單元的故障信號，應送至消防控制室進行圖形顯示和報也可燃氣體探測器不能直再接接入火災報警控制器的輸入回路。

5.1.3可燃氣體或有毒氣體檢測信號作為安全儀表系統(tǒng)的輸入時，探測器宜獨立設置，探測器輸出信號應送至相應的安全儀表系統(tǒng)，探測器的硬件配置應滿足《石油化工安全儀表系統(tǒng)設計規(guī)范》GB/T 50770有關規(guī)定。——規(guī)定了GDS系統(tǒng)與SIS系統(tǒng)的關系，GDS系統(tǒng)不需要取得SIL認證，如果探測器信號用于安全儀表系統(tǒng)（SIS系統(tǒng)），應該獨立設置，不能并入GDS系統(tǒng)。（解讀）

5. 1. 4 可燃氣畸口看毒氣體檢測報需f(*- 統(tǒng)配置圖見本標準附錄C 。

5.4.1報警控制單元應采用獨立設置的以微處理器為基礎的電子產(chǎn)品，并具備以下基本功能：

1.能為可燃氣體探測器、有毒氣體探測器及其附件供電；

2.能接收氣體探測器的輸出信號，顯示氣體濃度并發(fā)出聲、光報警；

3.能手動消除聲、光報警信號，再次有報警信號輸入時仍能發(fā)出報警；

4.具有相對獨立、互不影響的報警功能，能區(qū)分和識別報警場所位號；

5.在下列情況下，報警控制單元能發(fā)出與可燃氣體和有毒氣體濃度報警信號有明顯區(qū)別的聲、光故障報警信號：

1）報警控制單元與探測器之間連線斷路或短路；

2）報警控制單元主電源欠壓；

3）報警控制單元與電源之間的連線斷路或短路。

 6.具有以下記錄、存儲、顯示功能：

1）能記錄可燃氣體和有毒氣體的報警時間，且日計時誤差不應超過30s ；

2）能顯示當前報警部位的總數(shù)；

3）能區(qū)分報警部位，后續(xù)報警點按報警時間順序連續(xù)顯示；

4）具有歷史事件記錄功能。

——詳細規(guī)定了GDS系統(tǒng)的功能要求，GDS規(guī)格書中應明確具備以上功能。（解讀）

5.4.2控制室內(nèi)可燃氣體和有毒氣體聲、光報警器的聲壓等級應滿足設備前方1m處不小于75dBA，聲、光報警器的啟動信號應采用第二級報警設定值信號。

5.4.3可燃氣體探測器參與消防聯(lián)動時，探測器信號應先送至取得國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心型式檢測報告的專用可燃氣體報警控制器，報警信號應由專用可燃氣體報警控制器輸出至消防控制室的火災報警控制器。可燃氣體報警信號與火災報警信號在火災報警控制系統(tǒng)中應有明顯區(qū)別。——闡釋了GDS系統(tǒng)是否需要CCCF認證，當GDS系統(tǒng)僅用于警示報警不介入消防聯(lián)動時，報警控制單元只需采用獨立設置的以微處理器為基礎的電子產(chǎn)品即可，不需要取得消防產(chǎn)品型式檢測（CCCF）報告。如果GDS系統(tǒng)中可燃氣體探測器信號需用于消防聯(lián)動，則報警控制單元應采用取得CCCF認證，且信號傳輸至消防控制室。（解讀）

有關國家標準及法規(guī)要求
GB50116《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》

①8.1.1條：可燃氣體探測報警系統(tǒng)應由可燃氣體報警控制器、可燃氣體探測器和火災聲光警報器等組成。

②8.1.2條：可燃氣體探測報警系統(tǒng)應獨立組成，可燃氣體探測器不應接入火災報警控制器的探測器回路。當可燃氣體的報警信號需接入火災自動報警系統(tǒng)時，應由可燃氣體報警控制器接入。

③8.1.3條：石化行業(yè)涉及過程控制的可燃氣體探測器，可按現(xiàn)行國家標準GB 50493有關規(guī)定設置，但其報警信號應接入消防控制室。

④8.1.4條：可燃氣體報警控制器的報警信息和故障信息，應在消防控制室圖形顯示裝置或起集中報警控制功能的火災報警控制器上顯示，但該類信息與火災報警信息應有區(qū)別。

⑤8.1.5條：可燃氣體報警控制器發(fā)出報警信號時，應能啟動保護區(qū)域的火災聲光警報器。

⑥8.1.6條：可燃氣體探測報警系統(tǒng)保護區(qū)域內(nèi)有聯(lián)動和警報要求時，應由可燃氣體報警控制器或消防聯(lián)動控制器聯(lián)動實現(xiàn)。

根據(jù)GB50493、GB50116及安監(jiān)總管三〔2014〕116號文有關規(guī)定及要求，可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統(tǒng)(GDS)應按下列原則進行設計：

1.GDS系統(tǒng)應由可燃氣體或有毒氣體探測器、現(xiàn)場區(qū)域警報器和室內(nèi)報警控制單元等組成。現(xiàn)場有毒氣體探測器宜帶一體化聲光報警器，可燃氣體探測器可帶一體化聲光報警器。

2.報警控制單元應采用獨立設置的以微處理器為基礎的電子產(chǎn)品(包括獨立設置的PLC、專用氣體報警控制器、DCS控制器等)。

3.報警控制單元發(fā)出二級報警信號時，應觸發(fā)安裝在現(xiàn)場相應報警分區(qū)的區(qū)域警報器。

4.可燃氣體二級報警信號和報警控制單元的故障信號，應送至消防控制室進行圖形顯示和報警。--可以設置一臺獨立的顯示器。

5. 可燃氣體探測器參與消防聯(lián)動時，探測器信號應先送至取得國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心型式檢測報告的專用可燃氣體報警控制器，消防聯(lián)動信號由報警控制器輸出至消防控制室的火災報警控制器，火災報警控制器實施消防聯(lián)動功能。可燃氣體探測器信號不能直接接入火災報警控制器的輸入回路。

 6. 可燃氣體或有毒氣體檢測信號作為安全儀表系統(tǒng)（SIS）的輸入時，探測器應獨立設置，探測器配置應根據(jù)SIL回路定級結(jié)果確定，并滿足《石油化工安全儀表系統(tǒng)設計規(guī)范》GB/T 50770有關規(guī)定。

說明： 

探測器信號用于警示報警時，GDS報警控制單元采用獨立設置的以微處理器為基礎的電子產(chǎn)品即可，既不需要取得SIL認證，也不需要取得消防產(chǎn)品型式檢測報告；探測器信號用于消防聯(lián)動時，GDS報警控制單元應采用取得國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心型式檢測報告的專用可燃氣體報警控制器；探測器信號用于安全聯(lián)鎖時，根據(jù)《石油化工安全儀表系統(tǒng)設計規(guī)范》GB/T 50770有關規(guī)定，SIL1及以下安全等級的聯(lián)鎖信號可接入GDS，SIL2及以上安全等級的聯(lián)鎖信號應接入SIS 。

四．系統(tǒng)構(gòu)架

基于報警控制器的GDS系統(tǒng)方案

基于PLC的GDS系統(tǒng)方案

五．軟件功能介紹

1. 濃度顯示及報警

1.1 濃度顯示：控制器系統(tǒng)能顯示現(xiàn)場的被測氣體濃度信度息（單位用戶可選）。每一探頭在控制器系統(tǒng)界面中都有對將的分區(qū)域的濃度顯示框，濃度顯示框顯示對將的探測器氣體濃度。

1.2 報警及報警消除：一旦現(xiàn)場的某一氣體濃度達到或超過設定值，控制器系統(tǒng)界面將給出聲光報警信號，并把報警情況記錄在硬盤中。在控制器系統(tǒng)中有報警區(qū)域平面布置圖（圖中包含氣體變送器的位號和具體安裝位置），根據(jù)平面圖可以方便的找到報警現(xiàn)場地點。

對于控制器系統(tǒng)界面的報警，必須在氣體濃度已經(jīng)恢復到報警設定值以下，報警才被清除。

1.3 工作狀態(tài)及報警界面顯示：

監(jiān)控系統(tǒng)將依據(jù)接收數(shù)據(jù)對各探測器的正常工作、故障狀態(tài)、低限報警狀態(tài)、高限報警狀態(tài)信息進行如下表描述的狀態(tài)指示。

顯示及報警畫面將總貌畫面、分區(qū)畫面及單個探測器信息畫面。總貌畫面將包括各個裝置和公用工程部分等，分區(qū)畫面為裝置內(nèi)的探測器位號及布置位置、報警信息等。用鼠標點擊某一分區(qū)就可把界面轉(zhuǎn)入分區(qū)顯示狀態(tài)。現(xiàn)場任一探測器故障報警時，總貌畫面內(nèi)對將的裝置將閃爍或自動彈出分區(qū)畫面。

總貌畫面

棒圖顯示畫面

歷史曲線畫面

單個探測器信息畫面

報警畫面

1.4 報警記錄

當某氣體檢測變送器報警出現(xiàn)或某報警消失時，系統(tǒng)把該變送器工作狀態(tài)記錄到相將文件中，方便用戶查詢。

2 三級密碼保護：系統(tǒng)由操作員，管理員，制造商三級密碼保護，密碼向前兼管，支持使用修改低級或同級密碼，以防任何一級人員密碼丟失，保證系統(tǒng)正常運行。

3 報警打印：系統(tǒng)事件實時記錄，可以人工或自動定時調(diào)用打印；

4 系統(tǒng)自診斷功能：系統(tǒng)帶有自診斷功能，在系統(tǒng)運行時，將可以判斷氣體氣探頭的好壞。

5 探點屏蔽功能：當現(xiàn)場中有某些探點已經(jīng)不再需要時，為了在使其不影響整個系統(tǒng)的視覺效果和巡檢速度，可以通過該功能屏蔽這些探點，屏蔽后系統(tǒng)PC軟件將忽略該點，并顯示為屏蔽狀態(tài)。

六．典型案例：

1.XXX煤化工（檢測器+報警控制器+DCS的火氣系統(tǒng)）

2. XXXX1200萬噸煉油項目火氣系統(tǒng)（檢測器+GDS（PLC）的火氣系統(tǒng)）

3.內(nèi)蒙古XX煤焦化聯(lián)產(chǎn)項目（檢測器+GDS（DAM）的火氣系統(tǒng)）