海洋平台HIMA火气系统结构与原理
海洋石油平台-模块钻机火气系统逻辑
模块钻机火警逻辑一.界面信号定义：模块钻机接受大平台的信号：1、大平台1级关断信号（MDR-ESD-1801）：2、大平台确认火信号（MDR-ESD-1802）：3、大平台确认气信号（MDR-ESD-1803）：4、大平台3级关断信号（MDR-ESD-1805）（备用）模块钻机向大平台输出的信号：1、模块钻机关断信号（MDR-ESD-1701）：2、模块钻机确认火信号（MDR-ESD-1901）：3、模块钻机确认气信号（MDR-ESD-1902）：4、模块钻机确认H2S信号（MDR-ESD-1902）5、模块钻机公共报警信号（MDR-UY-1703）6、启动消防泵信号（MDR-ESD-1904）报警信号：MDR-UY-1701 模块钻机火气盘报警信号；MDR-UY-1702 大平台火气盘报警信号；MDR-UY-1703 模块钻机公共报警信号；给大平台公共广播系统报警信号定义：MDR-UY-1711 确认火信号；MDR-UY-1712 确认气信号；MDR-UY-1713 确认H2S信号；二.风闸、风机、空调控制逻辑定义：MDR-SDY-5701 ESD 关断泥浆泵房防火风闸MDR-SDY-5702 ESD 关断锅炉房防火风闸MDR-SDY-5703 ESD 关断应急配电间防火风闸MDR-SDY-5704 ESD 关断电池间防火风闸MDR-SDY-5705 ESD 关断发电机间防火风闸MDR-SDY-5706 ESD 关断机修间防火风闸MDR-SDY-5707 ESD 关断备件库防火风闸MDR-SDY-5708 ESD 关断散装化学药剂间防火风闸MDR-SDY-5709 ESD 关断空压机房防火风闸MDR-SDY-5710 ESD 关断DSM配电间防火风闸MDR-SDY-5711 ESD 关断变压器间防火风闸MDR-SDY-5712 ESD 关断VFD间防火风闸MDR-SDY-5713 ESD 关断值班室防火风闸MDR-SDY-5714 ESD 关断DES配电间防火风闸MDR-SDY-5715 ESD 关断泥浆实验室防火风闸三.火气探测/报警逻辑火焰探头火焰探头安装在能够涵盖畅通区域的场所，当探头在所在的火区探测时要注意以下要点：启动安装在模块钻机的火气盘的公共报警和确认火报警装置，启动平台状态灯和PA 系统(由大平台触发，钻机传信号给大平台)，并启动消防系统和关断系统。
海上平台火气系统
海上平台火气系统(FGS)---深圳市行健自动化系统有限公司[肖昊]一、摘要火气系统是用于监控火灾和可燃气及毒气泄漏事故并具备报警和一定灭火功能的安全控制系统。
控制系统的核心一般为AB／HIMA／ICS／TRICON等高性能PLC，现场有火焰探测器，感烟探头，感温探头，手动火灾报警按钮，灭火系统，可燃气探测器，毒气探测器等。
由此组成的一个完整的火灾和气体泄漏报警控制系统。
二、概述火灾和气体报警系统(F／G)功能是在火灾和可燃性气体泄漏以及毒气泄漏的情况下，能准确探测火灾和气体泄漏的程度和事故地点，触发相关的广播和声光报警设备，并且根据事故发生的严重性等级而确定报警和关断输出等级，从而控制和避免灾难的发生，以防止对生产设备和人员的伤害及对环境的影响等，因而控制系统本身设计必须遵循故障安全（Fail to Safe）的原则，整个系统的硬件和软件的可靠性要求都很高。
火气系统有一个可靠性评价指标SIL(系统安全等级)，一般要求SIL2以上，现在中海油建造的新平台都要求SIL3，对寻址盘要求有SIL2。
陆地设施的系统SIL要求可能相对低一些(LNG 类除外)，有的甚至仅仅安装火灾报警盘用于火灾检测，然后再添加一套气体报警盘用于可燃或毒气报警，不涉及SIL的要求。
从事火气系统现场设备的厂家有：GM／DET-TRONICS ／ATROSAFE／APOLLO／MEDC.......三、系统构成海上平台火气系统根据平台的特性一般分为两个部分：生活区和生产区，生活区内部为安全区域，对现场的产品一般没有特殊要求，设备种类一般涉及烟感，温感，手动火灾报警按钮，可燃气探头和毒气探头等；生产区一般为防爆区域，对现场设备有很高的要求，一般都需要防爆防雨，涉及的现场设备有火焰探头，可燃气探头，毒气探头，手动火灾报警按钮等。
系统的控制核心分为两种结构：点到点式火气系统(PLC)和点到点(PLC)+寻址盘(ADD)对于小型平台来说，一般生活区的烟温感和手动报警按钮跟可燃气探头，火焰探头，室外手动火灾报警按钮等一起接入到控制器(一般为PLC)的IO模块，形成一个点到点的火灾和气体报警控制系统。
船舶海洋平台消防系统
定期检查与测试
对消防系统进行定期检查和测 试，及时发现并处理潜在问题 ，确保系统稳定可靠。
备件储备与管理
建立备件储备制度，确保关键 部件的储备充足，避免因部件 损坏而影响系统的正常运行。
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船舶海洋平台消防系统的安全 管理与培训
安全管理制度与规定
建立安全管理制度
定期检查与评估
制定并执行船舶海洋平台消防系统的 安全管理制度，明确各级管理人员和 操作人员的职责和权限。
每年对消防系统进行全面 检修，包括设备深度清洁 、部件更换、性能测试等 ，确保系统稳定可靠。
常见故障排除方法
设备故障
管道堵塞
如发现设备故障，应立即停用设备，并及 时联系专业人员进行检修。
定期对管道进行清洗，确保管道畅通。如 发现管道堵塞，应立即停用设备，并及时 清理管道。
阀门损坏
报警系统失灵
如发现阀门损坏，应及时更换阀门。同时 ，对阀门进行定期检查，确保阀门正常工 作。
实施方案与注意事项
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1. 实施方案：在实施过 程中，应严格按照设计 图纸和施工规范进行施 工安装，确保施工质量 符合要求。同时，在施 工过程中应注意安全， 采取必要的安全措施。
2. 注意事项
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在施工过程中应注意保 护船舶海洋平台的结构 ，避免对平台造成损坏 。
在安装消防设备时应注 意设备的维护和保养， 确保其正常运行和使用 寿命。
对消防系统进行定期检查，评估系统 运行状况，及时发现并整改安全隐患 。
规定操作规程
制定消防系统的操作规程，包括设备 操作、维护保养、应急处置等方面的 规定，确保操作规范、安全可靠。
应急预案制定与演练
制定应急预案
海上平台安全系统特点
Ｓ Ｉ Ｌ （ 系 统安 全 等级） ，一般 要求Ｓ Ｉ Ｌ ２ 以上 ，现 在 中海 油建 造 的新平 台都 要 求Ｓ Ｉ Ｌ ３ ，对 寻 址 盘要 求 有Ｓ Ｉ Ｌ ２ 等 级 。相对 来说 ，陆地设 施 系 统 对Ｓ Ｉ Ｌ 等 级 的要求 相 对低 一 些（ Ｌ ＮＧ 类 除 外） ，有 的甚 至 不 涉及 Ｓ Ｉ Ｌ 的要 求 ，仅 仅 安 装 套 火 灾 报 警 盘 用 于 火 灾 检 测 ，然 后 再 添
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３ 系 统 功 能
火 气 系统 通 过各 种 现 场设 备 对 平 台 现 场 进 行 连续 的 在 线 监 控 ，及 时发 现 火 灾 和 存 在 的火 灾 隐 情 并 采 取 果 断 的措 施 来 控 制 火 灾 的 发 生 和 进 一 步 蔓 延 ，以达 到 保 护 人 员 和 设 施 的 目的 。一 般 情 况 下 ，火 气 系 统 都 连 接 有 广 播 系 统 ，在 火 灾 发 生 时 ，广 播 系统 将 立 即启 动 火 灾 警 报 警 ，平 台 进 入 火 灾 应 急 预 案 。应 急 指 挥 人 员 将 可 以 通 过 火 气 系 统工 作 站或 者Ｄ Ｃ Ｓ 界 面确 定火 灾 发生 的 地 点 ， 以指 导 搜 索 队 和灭 火 队 尽快 赶 赴 现 场 进 行 灭 火 。 同时 火 气 系统 一 般 都 连 接 有 相 应 的 应 急 切 断 系 统 ，在 火 灾 发 生 时 应 急 切 断 系 统 将 根 据 火 气 系统 的报 警 等 级 发 出 相 应关 断 指令 ，以确保 事故得 到 控制 。 应 急 切 断 系 统 用 于 当平 台上 任 何 一 个
海 上平 台安全 系统特 点
张 星磊 王 红梅
（ 广 船 国际 技 术 中 心 ）
海洋平台设施的结构与设计原理
海洋平台设施的结构与设计原理海洋平台设施是为了支撑和保护海洋石油、海底矿产等海洋资源开发和利用活动而建造的一种重要设备。
它承载着海洋作业的各种设备和人员，并提供了必要的生活、办公和储存空间。
本文将探讨海洋平台设施的主要结构和设计原理。
在设计海洋平台设施时，首要考虑因素是其安全性和稳定性。
考虑到海洋环境的复杂性、恶劣的气象和水域条件，海洋平台设施的结构需要具备抵御大风、巨浪、海啸和冰冻等自然灾害的能力。
此外，设施的设计也必须能够适应不同的水深、底质和地形条件。
海洋平台设施的主要结构包括：顶部结构、支撑系统和浮力系统。
顶部结构是海洋平台设施上方的建筑物，包括办公楼、居住区、作业平台和设备等。
支撑系统是将顶部结构固定在海底的重要框架，通常由支腿、桥墩或钢管构成。
浮力系统则通过各种浮力体，如船体、浮筒或弹簧吊架来提供平台的浮力。
为了确保在海洋环境下的安全和稳定，海洋平台设施的主要设计原理包括以下几个方面：1. 抗风稳定性：考虑到海上风力较大的环境，海洋平台设施的顶部结构和支撑系统都需要具备较强的抗风能力。
设计中通常会采用钢结构和一定的空气动力学设计，以减小风力对结构的影响。
2. 抗浪稳定性：巨浪是海洋环境的重要威胁之一。
为了保证海洋平台设施的抗浪能力，通常会考虑采用斜坡或斜板来减小波浪对结构的冲击。
此外，在设计过程中还会结合海浪预测模型进行合理的结构设计。
3. 抗冰稳定性：在极地和寒冷地区，海洋平台设施还需要考虑抗冰稳定性。
设计中通常会采用合适的材料和措施来预防冰冻，例如热水灌注、防冰材料覆盖等。
4. 浮力系统设计：海洋平台设施的浮力系统是保证平台上浮并保持平衡的重要组成部分。
设计中通常会考虑到平台的总重量、浮力体积和浮力中心的位置，以保证平台在水体中的稳定性。
5. 地基设计：由于海洋平台设施需要在海底固定，地基设计也是关键因素之一。
不同的地质条件可能需要采用不同的支撑系统和固定方式，如钻井或地基桩基础。
海上平台火气监控系统故障树定量分析
常用的可靠性评估方法有故障树法 （ＦＴＡ）、 可靠性框图法（ＲＢＤ）、贝叶斯网络等。在事故定 性与定量分析方法方面，故障树分析（ＦＴＡ）是一 种公认的推导事故与引导因素间关系，同时能进 行定性与定量分析的评估技术。 ＦＴＡ具 有 可 在 事 故未发生前加以评量事故发生的可能性，以改善 和提高安全性的优点。过去 ３０年来，ＦＴＡ在国外 经历广泛的应用而证明其实用性甚高。
４个，任意 ２个报警则启动水喷淋系统，也可通 过手动报警器直接启动（２个）。
火气监控系统失效定义：不能在火灾发生或可 燃气体泄漏时及时探测、报警并启动灭火系统。
根据该定义，从上到下，按照演绎的逻辑方 法，制定火气监控系统故障树如图 ４所示。
图 ４ 火气监控系统故障树
３ 火气监控系统可靠性定性分析
利用图 ４建立的故障树求得系统最小割集及
其代表的系统失效模式 如 表 １所 示。其 中 ｋ１～ ｋ１５表示 １５个最小割集合，ｘ１～ｘ２５表示系统的 ２５ 种失效模式，也即系统故障树的 ２５个基本事件。
★ 石油化工安全环保技术 ★
ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳＡＦＥＴＹＡＮＤＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２０１８年第 ３４卷第 ２期
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海上平台火气监控系统故障树定量分析
邓海发１，邢传胜１，苑世宁２，谢 哲２，高 翔１
（１中海油能源发展股份有限公司北京安全环保工程技术研究院，天津 ３００４５０； ２中海油安全技术服务有限公司，天津 ３００４５０）
２０１８年第 ３４卷第 ２期
★ 邓海发等 海上平台火气监控系统故障树定量分析 ★
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图 １ 火气监控系统结构
图 ２ 火气监控系统工作原理
海上平台消防水系统介绍
海上平台消防水系统介绍作者：于海军来源：《消防界》2020年第01期摘要：本文简要阐述了海上平台消防水系统的组成及控制策略，并对各部分组成进行了简单介绍。
关键词：喷淋阀;易熔塞;消防泵;火气系统水在海洋上是一种用之不竭的物质，因此水在海上平台就理所当然地成为灭火主要介质。
火灾是一种放热的化学反应，水用来吸热，使燃烧着的物体降温，吸热的水变成水蒸气，可起到冷却降温的作用，且水能隔绝氧气，这样就消除了燃烧的三要素之一，也就消除了火灾。
海上平臺由于远离陆地消防资源，所以稳定可靠。
具有自动灭火功能的消防系统对于海上平台必不可少，相对于生产，消防系统的重要性更高。
海上平台消防系统主要分为火灾主动监测、海水提升、喷淋控制等，各部分相互关联，环环相扣，缺一不可。
一、消防系统组成及功能海上消防水系统主要由以下设备组成：消防泵、消防水环路、喷淋阀、喷淋头、易熔塞、火气探测系统。
（一）消防泵消防泵是消防系统的“心脏”，是火灾消防水的主要来源，选择合适的消防泵对整个消防系统能否有效使用至关重要。
平台上消防泵的设计参数（流量、压力）确定原则如下：1.消防泵的流量由其所保护各区域所需最大水量决定。
2.消防泵压力由最不利点所需的最小压力加上高程差和沿程摩阻决定，平台的最不利点为直升机甲板的消防炮，最小压力要求为700kPaG。
对于海上平台消防系统，为了保证海上平台的生产安全，在保证消防能力的前提下，都会设置两种不同动力源的消防泵：电力消防泵、柴油消防泵，两种消防泵可以主备选择，又互为备用。
两种消防泵都具有手自动启动功能，正常处于自动待命状态，受消防水压力、火气探头等因素控制。
（二）消防水环路消防水环路分为主环路管线和覆盖各区域的分支环路。
消防水主环路是平台上消防水供给的主要保障，各区域环路由蝶阀进行隔离，以保证任意一处区域发生故障时，其他各处可正常使用不受影响。
消防水主环路的顶部设有自动排气阀，以保证消防泵启动时环路不发生水击，消防水环路的最低处设有排放阀，方便维护排放。
海上移动平台火气系统检验
吸气式
定温式
感温探测器
温升速率式 组合式 紫外线式
控制室、电气设备问等
火焰探 测器 手动报警按钮
红外线式
紫外 ／ 红外式
钻井区域、生产区域等 通道 、楼 梯口等 钻井区域、生产区域、泥浆处理 区域 、生活 区域风机入口、空调机组进风口、空压 机进
３ １ 检 验 依 据
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
海上移 动平 台根据 不 同的船级 ，必 须满足 相应船 级社 的规范 ，
例 如 ：Ｃ Ｃ Ｓ《 海上 移动平 台入级 规范 （ ２ ０ １ ２ ）》 ，ＡＢ Ｓ＜ ＜ ＲＵ Ｌ Ｅ Ｓ Ｆ ＯＲ
ＢＵＩ Ｌ ＤＩ ＮＧ ＡＮＤ Ｃ ＬＡＳ Ｓ Ｉ ＮＧ ＭＯＢＩ Ｌ Ｅ ＯＦＦ Ｓ ＨＯＲＥ ＤＲＩ ＬＬＩ Ｎ Ｇ ＵＮ Ｉ ＴＳ
感烟探测器
光电式 电离式 生活 区域
、
（ ２ ） 接线检查 。 接线检查 ， 主要是检查探测器接线是否正确， 标 签、
接线端子号是否清晰 、准确 、持久 。电缆 的屏蔽 、绝缘和 接地的问题
电气设备 间、控制室 、材料房、 电缆通道间等
也是接线检查要重点测试 的问题 ，屏 蔽不好会严 重影响到探测器的灵
敏度 ，同时造成误报警 ，绝缘和接地不好会造成很大的安全 隐患 。 （ ３ ）功能测 试。分别用 烟、热源、可燃 气瓶和特定 光源对 感烟 探测器 、感温探测器 、可燃气体探测器和 火焰探 测器进行功能测试 ， 在测试 的过程 中应该 注意 ，一 定首先 将一切可能引起动作的紧急关断 系统 、消 防水 喷淋 系统 、二 氧化碳 和灭火剂释放 系统等安全设施的关
火气系统在海上平台的应用
场设备进行安全 保护 ，避 免危 险扩散造成 巨大损失 。 随着全球 工业化 的浪潮 ，火 灾报警 系统 已应用 到我们 生 联 动表 决一般 是 在Ｅ Ｓ Ｄ 组 态 时实现 ，按 照相 关 的法 规要 产生活 的各个方 面 ，在 办公场所 、宾馆酒 店等都会 有火灾 探 求 ，平台 的不 同区域会 有不 同的联动 要求 。如在生 活区 ，为 测及报警 装置 。在海上 油 田，更 加安全和 专业 的火气系 统更 了在 保障安全 的 同时不影 响生产 ，通 常是两 个及 以上烟雾探 是至关 重要 ，是保护 油 田人员和 设施安全 的最 重要的一道 防 头 同时报警 时才会触 发单元 关停 ，且不会 影响到生 产 。中控 操作 人员根据 火情 决定是 否执行更 高级 别的关断 。而在井 口 线。 或者 生产 区 ，一个 火焰 探 测 器报 警 即可 触 发 生产 关停 。对 ２ 火 气 系 统 的 组 成 及联 动 ２ ． １火气系统的组成 可 燃 气 探 测 器 来 说 ，会 根 据 探 测 到 的 可 燃 气 浓 度 （ 一 般 是 火 气 系 统 一般 由中 控 寻址 盘 、现 场 探 测 设备 （ 各 种 探 ２ ０ ％ Ｌ Ｅ Ｌ ￣警 ，５ ０ ％ Ｌ Ｅ Ｌ 输｝ ｝ ｛ 关 断 信 号 ） 来 决 定 是 否 报 警 或 关 头 ）组 成，并与Ｅ Ｓ Ｄ 紧急关 断系统 、消防系统 、报警广播 系统 停。 ３ 火 气 系统 在 油 田 的 应用 （ Ｐ Ａ Ｇ Ａ ）、 空调 通风系 统 （ Ｈ Ｖ Ａ Ｃ ）等进 行联动 。控制系统 的 笔 者 所 在 的 海 上 油 田 由 中 心 平 台和 井 口卫 星 平 台 组 成 ， 核 心一般为高性 能Ｐ Ｌ ｃ ，现场探 测设备包括有可燃气探 测器 、 火焰探 测器 、烟 雾探头 、感温探 头 、手 动火灾报 警按钮 、毒 其 中中心平 台的火气 系统采 用 回路 寻址传输 的方式 ，每条 回 气 探测 器等 ，由此组成 的一个完 整 的火 灾和气体 泄漏报 警控 路上 可 以串几十个数 量不 等的探头 ，仅用 两根 电缆 进行供 电 制系统 。在现场 发生火 灾或气体 泄漏 时，可通过 现场探 头 的 及信 号传输 。现场 的探头探 测到报 警信号 后传输 到 中控 寻址 Ｓ Ｄ 系 统，进行 自动检 测表 决或现场人 员手动触 发火 灾或气体 泄漏报警 及相 盘 ，再 由寻址盘将信号通过 相应接 口接入 中控Ｅ 关联动关断动作，保 障人员及设施 的安全 。 表 决及进 一步 的关断输 出 。采 用寻址盘 的方式可 以节约 电缆 火气系统 的中心为寻址盘 ，给现场所有探头供 电并接受返 布线 ，技术上 也更加 先进 ，但 是容 易受到外 界信号干 扰 ，故 回的报警信 号 ，通 过系统 组态给 回路上 的探 头进行 编码 ，以 障排除相对困难。 识 别现场传 回 的报 警信 号。寻址 盘接收 到报 警信 号后 ，一方 井 口平台的火气系统采用点对点传输的方式，现场探 头探 — ２ ０ Ｍ Ａ 信 号输入到 中控Ｅ Ｓ Ｄ 系 统， 由Ｅ Ｓ Ｄ 系 面 进行报警 并传￣Ｐ Ａ Ｇ Ａ 广播系统 ，另一 方面 同时将 信号通 过 测到 火警后 ，通 过４ 串行通讯传给Ｅ Ｓ Ｄ 系统进 行表 决以决定 是否执行生产关断 。 统进 行表决触 发 。点对点 的传 输方式 单一 可靠 ，适 合 比较 小 现 场探 测 设 备 一般 分 为如 下 几 种 ： 的区域 ，出现故障时也容易排查故障 。 （ １ ）可燃气探测器 ：主要用于 油气 存在 的生产 区，探测 通过 日常 的使用及维护发现 ，油 田上对于火气系统 的安全 现场是 否有可燃 气泄漏 ，防爆 要求高 。探测方 式有物 理和化 可靠 性要求 较高 。为保证 火气系 统始终安 全有效 ，油 田设置 学 多种方式 。还有 些特 殊用 途的毒气探 测器 ，如 电池 间需要 了专 门的火气系 统旁通 申请表 ， 由中控 操作人 员进行签 发及 安装氢气探测器等 。 保管 。当有施工 或者 维修作业 需要旁通 该处火 气探头 时 ，必 （ ２ ）火焰探 测器 ：往往装 在井 口区或可 能会 出现 明火的 须填写 火气 系统旁通 申请表 ，经安全 岗位审核 批准后 交 由专 地 方 。为 排除 阳光 照射 或其他干扰 ，火焰探 测器 一般采取 红 业人 员对相 关探头进 行旁通 操作 。旁通 申请 的有效期 不超 过 外／ 紫外等探测方式。同样 需要 具备 高防爆等级 。 ｌ ２ 小 时 ， 当 天 作 业 结 束 或 者 中止 时 要 由专 业 人 员 对 相 关 探 头 （ ３ ）烟 雾探头 ：工作 原理多为离子 型；安装分 为室 内室 取消旁通 ，使其恢复至正常状态。 外，室外的需要较 高防爆等级 。 海上油 田不 同于陆地设施 ，安全要求更高 ，火气系统显得 （ ４ ）感 温探头 ：设计 时一般安装在 室 内，按探测方 式分 尤 为重要 。根据研 究 ，火气 系统 的故障或 误报警基 本是现 场 为定温探头或温 升检 测探 头。 探 头故 障引起 。因此油 田相关部 门制定 了季度维 保计划 ，每 （ ５ ）手动报 警站 ：作为 自动报 警的延伸 ，手动报警站是 三个 月对所有探 头进行 校验 ，必要 时对 可燃气探 头进 行重新 人 工方式 的报 警 。通 常采用 玻璃按 压式 ，当人员发现 火警 时 标定 ，做到及 时发现 问题 ，及 时维修 更换 ，以确保所 有的探 头均处于有 效状态 。 按碎手动报警站的玻璃，报警回路接通 。 （ ６ ）声光报 警器 ：分布在 生产现场显 眼处、逃生通道或 ４ 结 束 语 生活场所 的显眼地 方 ，火 灾报 警后 会触 发启动现场 声光报警 总的来说，火气系统是油 田仪控系统中的重要组成部分， 系统 ，根 据火警 的不 同等 级会触 发不 同的声音和灯 光效 果 ， 对于海 洋石 油工业 是必不可 少 的，关系到 油 田的生产安全 和 以 引起 人 员注 意 。 员 工的生命 安全 ，关系到企 业 的生存 ，所 以应该倍 加重视 。 （ ７ ）消防系统 ：主要 包括消防泵 、喷 淋系统 、防火 门、 研究好火气系统 ，就是为企业的长续发展提供支 持和保 障。 防火风 闸等 ，是火气 系统 的重 要延伸 ，也是火 气系统 的作用 参考文献 所在 。 ［ １ １ 】刘景 辉 ． （ （ 火 气 系统 论 述 ， 石 油化 工 自动化 ， ２ ０ ０ ８（ ０ ５ ） （ ８ ）Ｃ Ｏ ， 灭火 系统 ：二氧化 碳 灭火系 统相对 独立 ，一般 ［ ２ 】李萍 ．（ （ 易燃 易爆 场所 火灾 自动报警 系统 的选型及应用 ， 作 为区域 灭火系统 ，保护 一些重要 的或不适 合水雾 喷淋 的场 石 油化 工 自动化 合 ，如 中央控制室、厨房、配电问等 。 ［ ３ 】 火 气 系统 在石化 装 置 中的应 用 ， 石 油化 工 自动化 ， ２ ０ １ ２ ２ ． ２火气系统的联动 （０ ２） 火气系统主要是通过Ｅ Ｓ Ｄ 系统进行触发及输 出。Ｅ Ｓ Ｄ 系统是 ［ ４ 】 刘健 ， 崔正 清 ． 海洋石油平 台可燃气探头选 型浅析 ［ Ｊ 】 ， 仪 种 重要 的安全保 护系统 ，它凌 驾于生产 过程控制 之上 ，实 器 仪 表 用 户 ， ２ ０ １ ２（ ０ ３ ） 时在线监 测装置 的安全性 。当 生产 装置 出现紧 急情 况 时，不 作者简介 ：孙培 申 （ １ ９ ８ ３ 一 ），男 ，汉族，广东湛江 ，就 需要经过 Ｄ Ｃ Ｓ 系统 ，而直接 由Ｅ Ｓ Ｄ 发 出保护及联 锁信 号，对现 职 于中海石油 （ 中国）有 限公司湛江分公司 。
海洋平台修井机火气系统基本设计
海洋平台修井机火气系统基本设计邓忠彬;罗小昌;李浩;彭程;吴群英【摘要】为实现修井机发生火灾或气体泄漏时,系统能发出报警信号,及时关闭相关电源和暖通设备,启动消防设备进行相关处置,同时与平台中控火气盘进行通讯、显示并进行相应处理,开发火气系统,基本设计包含对火气系统的组成、功能和接口进行相应的规定,对修井机火气系统在海洋石油钻井平台上推广使用提出相应的建议.%When fire accident or gas leakage happens, the alarm system will discrete sampling, turn of the related power source, heating and ventilation device.It will also contact with the fire control panel of the platform and start the fire control ap-paratus to deal with the accident.The basic design of fire and gas system includes basic provisions of composing, function and connector of the system.The working principle and basic design of the fire and gas system is introduced, and some suggestions a-bout promoting the use of the fire and gas system of the workover rig on the offshore oil drilling platform are put forward.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2015(044)005【总页数】4页(P5-8)【关键词】火气系统;FM200自动灭火系统;火灾;探测器【作者】邓忠彬;罗小昌;李浩;彭程;吴群英【作者单位】中海油能源发展装备技术有限公司,天津300452;中海油能源发展装备技术有限公司,天津300452;中海油能源发展装备技术有限公司,天津300452;中海油能源发展装备技术有限公司,天津300452;中海油能源发展装备技术有限公司,天津300452【正文语种】中文【中图分类】U672.7;P752修回日期：2015-09-01研究方向:海洋钻修机设备设计和维保E-mail:************************随着海洋石油事业的蓬勃发展，对海上石油平台的安全生产提出了更高的要求，特别是钻修井设备在作业期间的安全显得尤为重要。
海洋石油工程-火气系统-(PPT培训)
三、火气系统设计及施工的规范行文件及依据
－GB 50183 石油和天然气工程设计防火规范； －GB 50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范； －GB 3836.1 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求； －GB 50116 火灾自动报警系统设计规范；
－SH3063 石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范；
3、联动输出单元
1、声光报警器
2、消防水灭火系统 3、气体灭火系统
4、消防泡沫灭火系统
5、防火卷帘门、窗
4、辅助单元
1、工业电视系统 2、广播对接系统
四、火气系统的网络拓扑结构
可根据装置大小设置一个或多个独立的FGS系统，并通过冗余的串行通 讯（MODBUS RS485/232)与各自的DCS、SIS进行通讯，各装置控制室内 的火气系统HMI上可以查看报警信息;操作台与FGS系统硬线连接，现场发生 火灾或气体检测超标时，操作台有相应的声光报警，操作人员可根据现场情
接口灵活可与当今主流DCS、 仅能通过硬线与DCS、ESD联 ESD通信，数量传输量大， 动数据传输量小 实时性高 一次投资大，后期扩容、维 护成本低 监控范围广，可以将各个区 域的子系统连接成一个装置 的总系统 一次投资低，后期扩容、维护 成本高 监控范围小，一般为一个区域 或独立的装置
费用 监控范围
消防回路控制电磁阀及逃生系统，正常时上述设备均处于不得电状态
D、位于调控中心的HMI上显示报警信息并通过工业电视系统调处事故 点情况，由应急中心进行紧急处理，并执行关断联锁；位于地方消防支
队的HMI上显示报警，包括燃烧介质、泄露介质，通过工业电视系统观
察火点情况，提早准备，制定灭火方案
Output）卡件来驱动此类设备。SDO卡件能够不断地对输出回路进行检测，以判断回路是否处于健康状态，输出回路负载的失效将会触发相应的系统报警，并给出对应的故障通道。
船舶海洋平台消防系统
通过传感器和监控系统，实时监测船舶海洋平台的温度、烟雾、气体等参数，实现早期火灾预警。
智能化控制
采用人工智能技术，对消防设备进行智能化控制，根据火灾情况自动选择最佳的灭火方案。
研究使用清洁能源如电力、氢气等代替传统燃料，减少对环境的污染。
优化消防系统的设计，降低能耗，例如采用高效的泵、电机和灭火剂输送系统等。
船舶海洋平台消防系统具有高可靠性、高性能、高自动化和安全可靠的特点，能够适应复杂的海洋环境和严苛的工作条件。
特点
定义
船舶海洋平台消防系统能够有效扑灭火灾，保障船员和乘客的生命安全。
保障生命安全
维护财产安全
提升形象与信誉
船舶海洋平台消防系统能够最大限度地减少火灾造成的财产损失，确保海上设施的正常运行。
对消防设备进行定期检查维修，包括更换损坏的部件、润滑转动部位、清洗滤网等，确保设备正常运行。
定期检查维修设备
根据设备的使用情况，进行相应的保养与维护，如清洗消防水箱、更换灭火器等，延长设备使用寿命。
设备保养与维护
建立消防设备的维护保养记录，记录设备的维修保养时间、内容及责任人等信息，方便查询和管理。
应急疏散
船舶启动应急疏散程序，组织船员和乘客有序撤离。
救援措施
船舶与周边船只和救援机构紧密配合，及时救出受困人员。
经验教训
船舶海洋平台必须制定完善的应急疏散和救援措施，确保在紧急情况下能够迅速响应并有效实施。
工程平台背景
某海洋工程平台是一个复杂的海上结构体，涉及多种工艺和设备。
消防安全管理
平台制定严格的消防安全管理制度，明确各级人员的消防责任和义务。
改造背景
改造内容
改造效果
经验教训
火气控制系统
工作原理
• 紫外线探测器有一个独立的紫外光敏电子管， 紫外光敏电子管受到火焰放出紫外线的作用， 在电极上射出电子，并在两极间的电场作用下 被加速，由于管内充入一定量的惰性气体，所 以当这些被加速而又具有较大能量的电子同气 体分子碰撞时，便将气体分子电离，而电离产 生的正负离子又被加速，他们又会使更多的气 体分子电离，于是在几段时间内，造成雪崩式 的放电过程，产生的瞬时电子流从阴极流向阳 极，使电子管由截止状态变成导通状态，给电 路系统一个触发脉冲信号，经转换成电压信号 传送到报警器，发出报警信号。
天然气探测由可燃气体探测器
（COMBUSTIBLE GAS DETECTOR）进行， 这些探测器的预报警值为最低爆炸浓度下限 （LEL）的20%，危险值为最低爆炸浓度下限 的60%。传感器的设计是探测在爆炸下限0— 100%范围内的可燃气体。传感器使用惠斯顿电 桥电路，当可燃气体或空气混合物扩散进入传
对于可燃性气体探测器和烟雾探测器的 维护，最主要的工作就是做好定期的抽 查检验工作，检查探测器的灵敏度，平 时要注意探测器外壳孔隙的通畅，确保 探头有良好的透气性。
四．紫外线探测器
• 紫外线探测器探测火灾十分灵敏有效， 紫外线探测器的敏感元件是紫外光敏电 管，对阳光的辐射和闪烁热源的辐射不 起作用，只对波长为1850—2450A的紫 外光起感应。
• 采用内外电离室串联的目的，是为了减 少平时环境温度、湿度、气压等自然条 件变换时对离子电流的影响，以提高其 工作稳定性和可靠性。它发出的警报信 号只是告诉人们可能发生火灾，是否真 正发生火灾，还需要有关人员进行检查。 因此，烟雾探测器不与自动灭火系统联 动。
海上平台火气系统设计要点研究
第25卷第7期2018年7月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.252018 No.7海上平台火气系统设计要点研究杜刚(海洋石油工程股份有限公司，天津300451)摘要：海上平台分为生产区域、公用区域、组块房间区域、生活楼区域等多个部分，结合海上平台各个区域的特 点及多年设计经验，本文对火气系统的探测器选型、表决逻辑、消防逻辑、报警逻辑设i博多个要点分别进行归纳 分析，总结出适合海上平台的通用火气系统设计原则，提高了火气系统的科学性及合理性。
关键词：海上平台；探测器选型；控制逻辑中图分类号：TP277 文献标志码：A D O1:10. 3969/j.i ssn. 1671-1041.2018. 07. 012 文章编号：1671-1041 (2018)07-0040-04Key Points Research in F&G Design of O ffshore PlatformDu Gang(Offshore Oil Engineering Go.,Ltd.,Tianjin,3〇〇451,China)Abstract：Offshore platform consist of production area,utility area,platform block room area,living quarter area.According to the characteristic of platform regional and design experience,This paper conclude and analyze the detectors selection,voting logic, fire control logic,alarm logic,etc.The general design philosophy of F&G system was concluded.Key w ords：offshore platform;detector selection;control logic〇引言火气系统（Fire and Gas System,F&G)是属于IEC 61511定义的在缓解层之内的安全仪表系统（S IS)，用于 监控火灾与可燃气、毒气泄漏事故并且具有自动报警功能 和灭火功能的安全控制系统。
海洋石油平台控制中的火气系统设计方法研究
海洋石油平台控制中的火气系统设计方法研究刘冬冬（海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津300451）摘要：对海洋石油平台控制中的火气系统进行科学规范的设计，能够为海洋石油平台的运行和工作人员的生命提供可靠的安全保障，具有重要的现实意义。
现首先阐述火气系统设计中的硬件构成，然后对火气系统设计中需要遵循的一些规范进行了说明和总结，指出在火气系统设计中，只有遵循安全性原则、故障安全性原则、安全等级性原则和独立性原则等，才能保证火气系统的可靠性与安全性，为海洋石油平台的安全运行提供可靠保证。
关键词：石油平台；火气系统；设计方法0 引言随着石油开采技术的快速发展，越来越多的国家开始在深海开采石油。
在海洋石油平台的控制系统中，火气系统是事关海洋石油平台安全运行的关键部分。
通过火气系统，能够对海洋石油平台中突发的火灾、泄漏的可燃气体和毒气进行有效的监测，能准确监测火灾和气体泄漏发生的位置和程度，进行相应的声光报警，并具备一定的火灾控制功能。
因此，火气系统在海洋石油平台控制系统中具有重要地位，如何对火气系统进行设计，已经成为当前石油开采领域中一个研究热点，受到了人们越来越多的关注。
在海洋石油平台控制中，对火气系统的设计必须满足一些重要的原则，如可靠性原则、安全性原则等。
本文首先分析了海洋石油平台控制中火气系统结构的设计，然后对火气系统在设计过程中必须遵循的一些原则进行了详细阐述。
1 火气系统的结构设计海洋石油平台控制中的火气系统主要包括控制系统和执行单元这两部分。
其中控制系统是整个火气系统的神经中枢，它主要设置于海洋石油平台的中心控制室，作用是接收海洋石油平台中各个监控部位的信号，进行处理、分析和判断，并发出声光报警信号，工作员可以根据报警信息及时发现现场的火灾或者气体隐患，并采取应对措施，以及时处理火灾或气体安全隐患，保证海洋平台的安全。
火气控制系统主要集成在火气控制柜内，火气控制柜内集成了火灾控制单元、气体控制单元、逻辑运算单元、人机交互单元（如显示面板、按钮及声光报警灯等）、通信单元、电源单元等。
HIMA介绍与控制方案
HIMA（Shanghai）Safety System Co., Ltd.
HIMA公司德国总部
HIMA公司 IEC61508的安全控制理念
HIMA安全控制系统 典型安全控制方案
HIMA 的 里 程 碑
1908 由Johannes Hildebrandt创建，HIMA代表Hidebrandt Mannheim 1970 全球第一套经TÜV认证的故障安全型固态逻辑控制系统Planar P 1986 世界上第一套经TÜV认证的故障安全型可编程电子控制系统H50 1991 世界上第一个经TÜV认证的具备反向编译功能的ESD编程软件 1997 世界上第一套以四重化冗余容错技术为核心的ESD 系统
人员出现在 现场的时间
避免 危险的可能性
未采用SIS的条件下发生 事故的概率
相对高
低
非常低
偶尔 频繁地
偶尔 频繁地
可能
不可能 可能 不可能
安全等级
RC(AK) （DIN V 19250）
安全等级 SIL
(IEC 61508)
HIMA公司 IEC61508的安全控制理念
HIMA安全控制系统 典型安全控制方案
用非SIS层次预防确认 的危险或减少风险
NO 需要SIS？
YES 定义SIL等级
SIS的生命周期
制定安全需要的规范
进行SIS 初步设计并确认 符合要求
进行SIS的详细设计
SIS安装/调试/预投运/ 测 试
建立操作和维护步骤
预投运安全回顾
SIS投运/运行/维护 /
定期测试
SIS改造或放弃？ 改造
放弃 SIS放弃
HIMA公司 IEC61508的安全控制理念
基于环网的海洋平台模块钻机火气系统设计
基于环网的海洋平台模块钻机火气系统设计张为民;韩玉民【摘要】海洋平台模块钻机火气系统为安全仪表系统,安全等级至少应达到SIL2(Safety Integrity Level 2).该文采用分层结构来设计管理网络和监控网络.主火气系统管理网络设计为星形,主火气系统监控网络设计为设备级环网DLR(Device Level Ring),而可寻址火气系统监控网络则采用环形局部操作网络LON(Local Operation Network)和环形可寻址回路的双层环网.该设计方案在满足系统灵活性的同时,确保了火气系统的安全可靠.任何故障均不影响正常操作,维护故障点或更换设备也无需关断系统.【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】4页(P46-49)【关键词】设备级环网;火气系统;环形局部操作网络【作者】张为民;韩玉民【作者单位】广州航海学院信息与通信工程学院,广州510725;广州航海学院信息与通信工程学院,广州510725【正文语种】中文【中图分类】TP2770 引言海洋平台模块钻机仪表系统分为钻井控制系统和火气系统[1]。
其中，火气系统是相对独立的系统，可接收所有感温探头、感烟探头、火焰探头、可燃气探头、硫化氢探头、氢气探头及手动报警站等现场设备信号，根据控制逻辑进行相应的报警输出及联动输出[2-5]。
在火灾情况下能及时有效地通知作业人员并自动切断相关设备，确保平台安全生产[6-8]。
海洋平台模块钻机火气系统为安全仪表系统，一般由基于PLC(Programmable Logic Controller)的主火气系统和基于可寻址火气控制器的可寻址火气系统两部分组成[7-8]。
该文采用分层结构来设计海洋平台模块钻机火气系统管理网络和监控网络。
主火气系统管理网络为星形，以方便平台上以太网设备的随时接入。
而主火气系统监控网络为设备级环网DLR(Device Level Ring)，以实现控制器、输入/输出(I/O)模块及通信模块的冗余。
海洋石油平台火气系统调试方法研究
海洋石油平台火气系统调试方法研究摘要：如今经济全球化盛行，国内外之间交流合作的方面也变得越来越广，具有一致共识的其中一个方面就是高度重视石化行业的安全生产。
这是因为海洋石油平台具有空间不充足、设备密集、人员作业活动稠密这些特点，假如发生火灾，可燃性气体爆炸或者有毒气体泄露，后果将不堪设想。
但是海洋平台高度密集的监控系统——火气系统的出现可以很好地避面。
它可以实时监控各种危险因素，所以在对保障该系统安全稳定的操作上有着严格的要求。
关键词：海洋石油平台；火气系统；调试1.海洋石油平台火气系统简介1.1海洋石油平台火气系统定义海洋石油平台火气系统是IEC61511定义的缓解层之内的安全仪表监控系统它的主要监控功能就是利用各种在线仪表对作业现场进行持续不断的监控，在第一时间内发现故障因素然后进行相应的操作解决，除此之外，它还能够根据事故的严重程度输出等级，提示营救人员，以免造成人员伤亡，所以它很好地避免了灾难的发生。
1.2海洋石油平台火气系统结构海洋平台的火气系统按照自身的特性可以归结为两部分；生产区和生活区，生活区域一般为安全区域，所以设备种类通常情况下为烟感，温感，手动报警按钮等；但是生产区域一般为防爆区域，它的设备种类一般情况下为防爆防雨设定的，主要是火焰探头，可燃气探头，毒气探头，手动火灾报警按钮等。
因为火气系统强大的功能，所以它在设计上也是非常特别的，其中最为典型的设计就是由报警装置（FM200声光报警器、FM200释放按钮、应急关断按钮、手动报警站，报警灯和铃等），控制设备（电源模块、通讯模块、操作站、可寻址火灾盘柜、控制器），现场火气探测器设备（热探测器、烟探测器、火焰探测器、可燃性气体或有毒气体探测器等）组成。
正是因为这些特殊复杂的装置和设计，该系统可以很好地实现全面监控的功能，这对紧急事件的及时发现和处理起到了巨大的作用。
2.海洋石油平台火气系统的调试方法2.1火气系统调试前准备无论做任何事都需要有一个很好的事前准备，火气系统的调试也不例外，但是又因为火气系统的复杂特殊设计，使得它的准备工作显得格外重要，同样的它的准备工作也是相当严格和繁重的。
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HIMA系统一、概述HIMA厂家生产的HIQuad系统分为H41Q和H51Q系统，它们根据其安全性及可用性分为3类：1、MS: MONO Safety-related System (单一配置的安全系统)，系统的CPU、I/O卡件不冗余。
结构图：现场传感器将安全相关的信号传送给单一的配置的输入模块，经过输入模块的处理，再将输入信号经输入输出总线即IO BUS进入CU模块，经过CU模块的运算处理，将结果通过IO BUS传送给单一配置的输出模块，最后输出到现场执行机构。
2、HS: High Availability Safety-related System (有较高使用性的安全系统)，系统CPU冗余，I/O 卡件不冗余。
结构图：现场传感器将安全相关的信号传送给单一配置的输入模块，经输入模块的处理，再将输入信号通过IO BUS传递给冗余配置的CU模块，经过CU模块的运算处理，将结果通过IO BUS传给单一配置的输出模块，最后输出到现场执行机构。
3、HRS: Highly Recommended Safety-related System (强力建议使用的安全系统)，系统的CPU、I/O卡件全冗余。
结构图：现场的传感器将安全相关的信号传递给冗余配置的输入模块，经输入模块的处理后，将输入信号经各自的IO BUS传递给冗余配置的CU模块，经CU模块处理运算后，通过各自的IO BUS传递给冗余配置的输出模块，最后输出结果并联叠加到现场的执行机构。
其中H41Q最多能带13块I/O卡件，如果做成冗余系统只能做6对冗余，且是左右冗余；H51Q系统主机架最多可带16块子机架，如果做成冗余系统可以实现8对子机架上下冗余。
二、系统硬件介绍平台上使用的HIMA的系统为H51Q-HRS系统，CU及I/O卡件的全冗余大大提高了安全系统的可靠性。
平台上的HIMA H51Q-HRS系统包含一个电源分配单元，一个主机架和八个子机架，其中八个子机架两两冗余。
图中1.1指的是子机架的逻辑地址，第一个1指的是总线编号，第二个1指的是机架编号。
系统外观图1、主机架硬件介绍主机架型号为B5233-2 包含1个机笼、主机架背部电路板、3块电源模块、1块电源监控模块、2块冗余的CU 模块及2块冗余的通讯模块组成。
1.1、机笼H51Q 系统采用的主机架机笼型号为K1412B,它有5个单元高、19英寸宽，正面带有可摇动标签架，内部装有3个型号为K9212的风扇，底部有电缆托盘。
电源分配单元 主机架 子机架 子机架 子机架 子机架 1.12.11.22.21.2、主机架背部电路板1块Z1001电路板作为主机架上的背板，3块Z6011电路板用来接受输入的3路24V 电源，2块Z6013电路板用来给看门狗信号供电，1块Z6018电路板监测保险丝和风扇的状态，4块F7546做总线终端。
1.3、主机架卡件配置1-6槽位固定安装3块F7126作用是把电源由24V 转换成5V 给系统使用，7槽位固定安装1块F7131作用是监控电源卡件的运行状态，8、9和15、16槽位固定安装冗余的CU1和CU2，型号为F8650x 。
19英寸宽可摇动标签架 风扇5个单元高电缆托盘1.3.1、F7126电源模块F7126电源模块将24VDC主电源转换为5VDC的系统电源，输入和输出电压之间具有安全隔离功能且具有过压保护和限流功能.输出具有短路保护功能。
F7126电源模块的前面板有测试用插孔以及用于调整输出电压的电位器。
各冗余电源模块输出电压的差值不大于0.025V，保证了F7126电源模块冗余供电时的负载平衡。
1.3.2、F7131带存储电池的电源监视模块F7131对电源模块输出的5V电压进行状态监视；最多可监视3个电源模块。
前面板有3个LED指示灯即3个状态监视位（bit），用于在中央单元CU的诊断显示和计算机用户程序的操作。
在I/O子机架套件B9361内，完成对3个电源模块（PS1~PS3）的功能监视。
1.3.3、F8650X中央处理模块中央处理模块包含两个时钟同步的微处理器μp1和μp2，每个微处理器都有自己的存贮器，一个处理器处理实际数据和程序，另一个处理反转（Inverted）的数据与程序。
可测试的硬件比较器，用于两个微处理器的外部存取，在故障情况下，看门狗被设置为安全状态，并送出报警信息。
供操作系统与用户程序使用的闪存Flash–EPROM 1MB，数据内存SRAM 1MB中的数据存贮器连接I/O总线、DPR和冗余CU的多路转换器。
两个电隔离的RS485接口，传输率：最高57600bps，通过开关设置为9600bps和57600bps，或者通过软件设置为其它传输率。
用于系统、I/O级和用户程序信息的诊断显示的两个LED。
1.3.4、F8627X快速以太网卡串行接口FB无功能不能用；以太网接口，IEC 802.3规程，10BaseT或100BaseTX，RJ45口，接入交换机实现ESD系统与上位机及PCS系统的通讯；高速串行通讯接口，使用BV 7053电缆，通过RJ-12接口将高速冗余（HSR）通讯模块连接，实现冗余通讯卡件的连接，正常运行时，通讯线是没有作用的，当在程序下装过程中，把程序下装到CU1后，可以通过通讯线自动进行CU2程序的下装。
F8627X IP地址的确定：取决于系统的站号即CU上设置的BSN号码。
2、子机架硬件介绍子机架型号为B9302-0.5 包含1个机笼、子机架前16个槽位可安装的I/O卡件，第17个槽位固定安装的F7553 通讯模块，4块7133 4通道电源分配模块，以及一根型号为BV 7032-0.5的输入输出总线，0.5表示这个电缆长度为0.5m。
2.1、机笼H51Q系统采用的子机架机笼型号为K1406,它有4个单元高、19英寸宽，正面带有可摇动标签架，底部有电缆托盘。
2.2、F3236 16通道数字量输入模块（Z7116前端电缆插头型号）工作原理：与每一个通道相连的信号为触点信号，L+在所有的HIMA文档中表示+24VDC，当触点信号闭合时，高电平信号导通即1的信号被通过IO BUS传递到CU进行处理。
卡件在正常工作的时候，有自检测功能，一旦检测到卡件中某个通道故障时，操作系统就会把整个卡件上所有的通道的变量都赋值为零，在程序中进行处理，同时整个卡件在CU中有报警。
例如：第1个BUS上第3个子机架上第14卡件中有故障，在CU的显示屏上就会显示1314。
F3236 16通道数字量输入模块使用的安全相关的DI信号，如：安装在现场或者控制室的急停按钮，安全相关的压力开关、液位开关(干接点信号），安全相关的接近开关(干接点信号），机械式阀位开关反馈信号，来自电气的开关量信号，来自现场隔爆仪表的DI信号。
2.3、F3330 8通道数字量输出模块（Z7138前端电缆插头型号）工作原理：在正常工作时，CU运算的结果通过IO BUS,经过卡件及电缆接插件，将输出结果传送到负载上。
负载有两种类型：阻性的负载（灯泡、喇叭等）额定功率不能超过4W，感性的负载（继电器线圈、电磁阀线圈）额定功率不能超过12W。
卡件在正常工作的时候有自检测功能，当检测到某一个通道故障时，操作系统将整个卡件切除，输出立即失电，保证现场安全。
F3330卡件有一部分公共电路，被称为一体化安全切断电路。
根据IEC的标准，安全切断电路必须是冗余的，在卡件正常进行自检测时，如果检测到某一个通道有故障，操作系统会通过其中一个电路来切除整个卡件，如果切除失败，操作系统会通过冗余电路切除卡件，如果仍然切除失败，看门狗信号就会生效即24VDC失电使得输出卡件被切除，当然看门狗信号的失效意味着该CU下面所有机架上的所有输出卡件都会失电。
F3330卡件还有短路保护的功能即任意一个回路的电流超过500mA，那么整个卡件就会被保护起来，同时CU上会有卡件的报错信息，如果故障消除可以按下CU上的ACK按钮重新启动卡件运行。
在使用过程中还要注意，感性负载两端要有阻容回路，它的作用是保护卡件在突然断电的时候被感性负载两端的感应电压所伤害。
感性负载两端还要有二极管用来保护卡件。
F3330 8通道数字量输出模块使用的安全相关的DO信号(24V DC)，如：连接安全继电器的线圈，直接驱动现场安全相关的电磁阀的电压信号，连接到电气的安全信号。
2.4、F6217 8通道模拟量输入模块（Z7127/Z7128前端电缆插头型号）前端电缆插头型号为Z7127的8通道模拟量输入模块的工作原理：现场的4-20mA标准电流信号连接到电缆接插件，在接插件对应的每一个通道内有一个阻值为250Ω的精密电阻，将4-20mA的标准电流信号转换为1-5V的标准电压信号供卡件使用。
卡件本身作为A/D转换器就是把标准的1-5V的电压信号转换为数码再通过IO BUS传递给CU 进行运算。
电缆接插件Z7127不能给外部供电。
前端电缆插头型号为Z7127的8通道模拟量输入模块冗余工作的连接方式：现场的电流信号直接连接到主卡件的某一个通道经接插件内的转换电阻将电压信号传递给卡件进行A/D转换同时从主卡件的接插件内电阻两端并联出电缆连接到冗余卡件的接插件，电压信号并联后直接传输给冗余卡件进行A/D转换。
两个接插件的型号由于内部构造的不同而有所区别，带有电阻的接插件型号的后缀为R2，不带有电阻的接插件型号的后缀为R1。
前端电缆插头型号为Z7128的8通道模拟量输入模块的工作原理：在正常工作时，电缆接插件本身可以通过内部指定的电路向两线制仪表供电，反馈回来的电流信号还会流经接插件内部的转换电阻变成电压信号传递给卡件进行A/D转换。
电缆接插件Z7128可以给外部供电。
前端电缆插头型号为Z7128的8通道模拟量输入模块冗余工作的连接方式：电缆接插件通过特定的电路对两线制仪表供电，反馈回来的电流信号会流经接插件内部的转换电阻转换为电压信号后传递给主卡件进行A/D转换，同时从主卡件电缆接插件的电阻两端引出电缆直接把电压信号并联到冗余卡件供冗余卡件进行A/D转换。
两个接插件的型号由于内部构造的不同而有所区别，带有电阻的接插件型号的后缀为R2，不带有电阻的接插件型号的后缀为R1。
F6127卡件A/D转换的关系与运用：正常的4-20mA的电流信号被线性的转换为745-3723之间的数码，通过IO BUS 传递给CU 进行运算。
大于22mA的电流在卡件中转换的结果一直为4095，同时CU上会有报错信息。
软件中模拟量信号的处理是将3.6mA对应的数码670定义为开路电流所对应的数码，21mA 转换的数码3909定义为短路电流所对应的数码，670和3909所对应的数码在软件中用来判断线路的状态。
F6217 8通道模拟量输入模块使用安全相关的AI信号，如：现场4线制隔爆变送器4~20mA 信号，配置Z7127，现场2线制隔爆变送器4~20mA信号, 配置Z7128，经隔离栅隔离后的4~20mA信号，配置Z7127。