在化工生产装置及辅助设施内不可避免会存在很多可燃气体和有毒气体释放源。为防止可能产生的人身伤害及火灾爆开事故的发生,保障企业安全生产,需在可能泄漏或聚集可燃气体、有毒气体的地方,设置气体检测报警仪,并将信号上传至显示报警控制单元。当现场存在危险时,可以及时预警。这一整套系统即可燃气体和有毒气体检测报警系统 Gas Detection System(以下简称GDS系统),它的组成部分,一般包括探测器、报警器和报警控制单元。
GDS 在工业应用中非常广泛,有些企业因为管理人员对GDS的不够重视而发生了多起惨痛的事故教训。如2011年1月,新疆生产建设兵团大黄山鸿基焦化有限公司的煤气中毒事故。在试生产过程中,合成车间脱碳泵房内发生煤气中毒事故,造成3人死亡,1人轻伤。事故间接原因是:冷凝液管线连接饱和塔进口处选用单道闸阀,导淋未设置在室外,脱碳泵房内有管线与有煤气的装置连通,室内未设置有毒有害气体报警器GDS,
GDS系统通过三重模件冗余(TMR)结构和2oo3D的投票表决加诊断的运行方式来完成的。GDS系统不论是在其部件的硬件故障或者是内部外部导致的瞬间故障出现时,都能做到无差错、不中断控制。
GDS系统的结构从输入模件经主处理器到输出模件是三重化的。每个I/O模件内有三个独立的分电路。输入模件中每个分电路读入过程数据并将此信息送到各个主处理器,三个主处理器(通过其机架背板)利用其专有的高速三总线进行相互间的通讯。
每个扫描周期内,三个主处理器同过三重化总线与其相邻的二个主处理器进行通讯,达到时间同步。三重化总线对数字输入数据进行投票表决,比较数字输出数据,并向每一个主处理器发送一份模拟量输入的拷贝。主处理器执行各种控制程序并向各个输出模块发送由控制程序产生的输出。输出数据的表决在输出模件中完成,这样就使输出表决尽可能的靠近现场端,以便检测并补偿可能在三重化总线表决与驱动现场的输出之间发生的任何错误。
对每一个I/O模块,GDS系统可以支持一个可选的热备模块,在系统运行期间当主模块被检测出故障时,备用模块会接替控制。I/O安装背板上支持热备模块的槽位也可以用来作为系统在线修复。