海上油气田火灾寻址盘国产化

李久成，苏佳杰，刘志强

(渤海石油管理局(有限天津分公司)渤南作业公司 天津300452)

海上油气田火灾盘多为 KIDDE公司生产的PEGAsysML型可寻址型火灾报警控制盘，该火灾寻址盘在海上油气田自投运使用至今已有十多年，随着年限的增加，故障率不断增加，误报现象时有发生，极大地增加了操作和维修人员的工作量。

由于年代过久，目前厂家已停止提供维修服务以及相关备件，这将影响整个系统运行的连续性和可靠性，存在极大的安全隐患和风险，一旦核心设备(如控制器、通讯模块)出现故障，无备件可供更换，整个火灾寻址盘将无法使用，因此急需对火灾寻址盘进行升级。

1 项目实施的可行性研究

1.1 海上油气田火灾寻址盘国产化的必要性

进口火灾寻址盘虽然性能先进，但由于专业性强，其备件必须从国外进口，而进口备件的手续繁杂，如果供货渠道不畅，交货周期将会延长。因此，如果设备故障而没有备件，需要临时采办备件，会延长设备的维修时间，使设备长时间不能正常运行，给安全生产带来极大的影响。如果大量库存备件待用，进口备件价格昂贵，无形中增加了平台的库存成本。同时进口火灾盘厂家进行维修服务的费用较高。基于以上原因，造成了进口火灾寻址盘高维护成本和影响正常使用的问题。

1.2 海上油气田火灾寻址盘国产化原则和规范

为保证油气田火灾寻址盘国产化的顺利进行，满足海上工作环境的需要和相关的标准，特制订火灾寻址盘国产化的相关原则和标准。

1.2.1 油气田火灾寻址盘国产化的原则

国产化设备各项(实际)性能指标原则上不能低于原进口设备的各项指标，要求对照原设备的材料防爆等级、防护等级等，在考虑经济性的前提下按国内标准整体更换，保证原整体设备性能不变。但在安装尺寸、型号等方面应尽量采用现行的、适合本行业及本装置的国家及行业标准。

1.2.2 油气田火灾寻址盘国产化参考的相关标准

主要参考标准有：IEC 61508《电气/电子/可编程电子安全系统的功能安全》、GB3836.1—2000《爆炸性环境用防爆电气设备的要求》、GB4717—2005《火灾报警控制器》、GB/Z 24978—2010《火灾自动报警系统性能评价》。

2 项目的方案制定与实施

2.1 国产火灾寻址盘简介

海上油气田大多采用的是 LD128EH(M)新型火灾报警控制器(联动型)，此火灾报警控制器是智能化的二总线火灾自动报警设备，采用中文液晶显示，集报警及联动控制于一体，分 2个探测回路，最大地址点数为512点，配备了8路继电器有源输出和2路无源输出接点。

本设备具备1路CAN总线接口，总线通讯稳定可靠，可以与其他外部设备进行通讯。采用 LD6900系列通讯转化模块，可具有 RS232、RS485等其他通讯接口(图1)。

图1 国产化的火灾寻址盘Fig.1 Localized fire addressing panel

2.2 项目的实施

为保障火灾寻址盘在最短时间内完成升级，尽量减少由于火灾寻址盘更换对平台安全生产的影响，前期对改造方案反复进行了优化，在做好充分的前期准备后，开始火灾寻址盘的更换工作。

①根据地址表对各个新探头进行编址，共有30个探头(包括SD、HD)、14个手报站(图2)。

②为节约更换时间，现场先期完成了整个火灾寻址盘的组装和调试工作，旧寻址盘拆除后，新寻址盘整体安装到位后立即进行调试。

③查看图纸，确认线路，将原有Loop1、Loop2进行断电，做好标记和校线工作，并完成旧探头的拆除和新探头的安装工作。

图2 回路总线图Fig.2 General circuit diagram

④在手动报警站内信号转换模块进行更换过程中，由于新式火灾寻址盘与更换后的信号转换模块不兼容，为尽快解决此问题，通过与厂家技术人员合作研究和试验，最终通过对信号转换模块的自主改造，使其兼容了新火灾寻址盘，保证手动报警站的正常使用。

⑤确认因果逻辑。经查实旧寻址盘断电后不会造成关断，于是对旧寻址盘进行整体断电和拆除工作，完成新寻址盘的安装工作及控制回路与寻址盘的接线，系统上电后，各项参数显示正常，为系统调试工作做好了充分准备。

⑥组态火灾寻址盘与中控 PLC间的通信。LD128EH(M)新型火灾报警控制器的通信方式支持232和 485两种通信方式。油气田采用的则为美国Woodhead网络通信卡，属于第三方通信卡，因此在通信时需要第三方配置软件。我们使用 RS485通信方式，通过 modbus通信协议实现了火灾寻址盘与PLC间的通信，使同一时间多条报警能够同时传输，保证了系统的实时性。

原火气系统的SD、HD以及MA的编码方式为：每个探头一共有 RY1、RY2、RY3、RY4、MP03、MP04 6个触发逻辑进行控制。由于其控制方式是二进制编码控制(例如第一个探头或手报站编号为 000001，对应变量RY1为常开点，其余皆为常闭点，这样当探头报警时就会通过相应的编码确定其区域，以此类推，第二个探头或手报站编号为 000010，这样就可以实现对所有探头或手报站的控制)，存在同一时间能传送一个探头报警信息的弊端，因此实时性较差。

对于现有的火气系统在设计上可以支持 6路脉冲输出，但是考虑到系统稳定性，为避免在报警传送过程中出现混乱，而采用 Modbus通信将巡检信息直接上传至 PLC。此种通信方式，可以实现同一时间传送多条报警信息的功能，满足系统报警实时性的要求。为了不做大的修改，直接将所读取的地址信息并至原程序段上来确保控制逻辑的实现。

⑦系统调制。火灾寻址盘与中控通讯连接后，进行测试。在现场用专用工具对感烟、感温探测器逐一进行报警测试，观察寻址盘和中控报警信息，对应现场探头与火灾盘和中控的地址相对一致。对于手动报警站测试，为避免造成关断，首先在火灾盘上给予中控模拟信号，火灾盘与中控的地址一一对应，然后将火灾盘与中控的通信断开，在现场对手动报警站发出报警信号，再对应现场手动报警站与火灾盘的地址，通过这种方式将中控、火灾盘、现场地址一一对应，通过程序对火灾寻址盘产生报警后所引发的关断信号进行监控，火灾盘报警后引起的关断信号正常准确。

3 项目的实施效果与经济效益

国产化后的火灾寻址盘已经投入使用4个多月，系统运行稳定，探头灵敏度高，报警信息准确，并通过了 CCS的现场认证。通过实践证明，海上气油田火灾寻址盘的成功国产化给操作人员带来了方便，简洁明晰的中文系统，易于上手，同时中文报警信息和故障信息方便了工作人员的日常维护和故障排查。

海上油气田火灾寻址盘的国产化得到较大收获。其一，国产火灾寻址盘的供货渠道比较方便，相关备件的采购也不再“一件难求”，避免了国外技术的掣肘，同时降低了备件成本和后期的维护成本；其二，海上油气田火灾盘改造工程相比升级为进口产品节约了大量费用；其三，作为渤海地区海上第一个实现火灾寻址盘国产化的油气田，为其他油气田以及类似项目提供了良好的借鉴。