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扩音对讲系统在炼化厂区的应用与维护

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  摘 要:就惠州石化扩音对讲系统的结构、特性、应用等方面进行阐述,同时结合装置投产后该系统的使用和维护,对系统的故障进行分析研究。
  关键词:扩音对讲系统;系统特性;程序编写;系统维护
  1 引言
  炼油化工装置具有高噪声、易燃易爆等特点。在这样的环境中调度电话无法满足防爆和抗噪的要求,广播系统只能单向广播无法双向通话,无线对讲机在外操室等防爆建筑物内,受信号屏蔽的影响无法正常使用,且电池容量有限。相对于传统的通讯方式,扩音对讲系统具有通话灵活、防爆、抗干扰等特点,可在满足应急广播功能的同时起到辅助通讯的作用,在国内外炼油化工装置得到了广泛的应用。
  2 扩音对讲系统介绍及应用
  扩音对讲系统根据工作原理不同,分为有主机型和无主机型,惠州石化扩音对讲系统根据现场实际情况选用的是有主机型,本文所指的扩音对讲系统皆为有主机型。
  2.1 系统结构
  扩音对讲系统主要由以下几部分组成:系统主机、功率放大器、台式话站、防爆话站、扬声器、扬声器分组器、扬声器分组控制器、信号电缆及配线架。系统组网方式为星型结构,以中控室通讯机房内主机为中心,敷设电缆到各装置区机柜间,以机柜间放大器柜为跳接点连接现场设备,功率放大器安装在机柜间放大器柜内部。
  2.2 系统特性
  2.2.1 安全性
  安装在装置区的扬声器和防爆话站可在70℃到-45℃之间正常工作,防爆等级为ⅡC T4 可满足现场危险区域安装使用需要,防护等级为IP66可直接户外安装不需要额外防护。
  2.2.2 稳定性
  系统内所包含的所有设备中,最短平均无故障时间为10万小时相当于11.4年(根据MIL标准217测试)
  2.2.3 抗噪声性
  防爆话站内自带15W扬声器,最大可覆盖96dB环境噪音。机柜间内集中功率放大器外接到装置的扬声器最大可覆盖120dB的环境噪音。
  2.2.4 抗衰减、抗干扰性
  系统为全数字通讯系统,系统交换与传输的信号全部为数字信号,信号衰减小可传输距离更远,主机至话站最大传输距离4km。抗干扰能力强,主机至每个话站仅需一根2*0.8的双绞线,线缆无需屏蔽特殊保护。直流供电保证系统稳定,话站无需就地取电,统一由主机提供60VDC,同时不会对其他系统电缆造成额外干扰。
  2.2.5 兼容性
  系统具有良好的兼容性,可以通过SIP协议与电话系统做接口,也可以通过接收火灾报警系统干接点信号从而实现与火灾报警系统对接。
  2.3 系统功能
  2.3.1 按键呼叫和广播
  呼叫是通过使用台式话站和防爆话站来完成的,话站的每一个按键都可以事先定义好所要呼叫的其他话站或一路扬声器。喊话时需要按住按键,喊话结束后松开按键即可。喊话结束后被叫话站会有闪灯提示,被叫话站可通过按住应答键回喊叫主叫话站。
  2.3.2 组呼和全呼
  根据实际需要可将现场多路扬声器和多台话站编辑到一个呼叫组内,主叫话站只需要定义一个呼叫该组的按键就可实现组呼,全呼是将组呼的范围扩大到系统内所有话站和扬声器。例如:一套装置的所有话站和扬声器可编辑成装置组呼,几套装置可编辑成部门组呼,所有部门可编辑成全厂全呼。
  2.3.3 拨号盘呼叫和广播
  系统中每一路扬声器、每台话站、每一个呼叫组都有唯一的四位编号,对于带有拨号盘的话站可以通过输入编号来呼叫目标。
  2.3.4 报警广播功能
  对于特殊区域的话站(如:消防站)可以将按键定义为报警按钮,根据公司相关制度,在各类紧急情况下将不同类型的报警音广播到指定区域或者全场。
  2.3.5 通讯优先级
  根据需要可将话站设置通讯优先级,从而实现优先级高的话站可以中断并取代优先级低的话站进行通话,保证重要生产指令的畅通。
  2.3.6 调度电话接口
  扩音对讲系统主机可通过SIP协议与调度电话系统主机互联,进而实现电话机可通过特定按键规则呼叫某路扬声器、话站、呼叫组。同样,话站也可以通过拨号盘以特定按键规则拨打电话。
  2.4 系统软件程序编写
  扩音对讲系统硬件环境搭建起来后,系统还不能正常运行,此时需要编写系统通话关系程序。系统通话关系程序是整套系统的灵魂,程序编写的正确与否关系到整个系统是否能正常的运转起来,而程序编写的合理与否则关系到系统功能是否能最大限度的得到应用。
  程序的编写使用的是系统配套的编程软件,编写通话程序的关键步骤如下。
  2.4.1 定义板卡
  在软件界面找到Modules点击进入,此时会出现14个卡槽,分别在14个空白的卡槽上添加硬件组装时机框卡槽内实际插入的板卡类型。
  2.4.2 定义话站
  当数字线路板DDL定义好后,点击其中一块DDL板会出现话站定义界面,按照主机背板实际接线的顺序定义对应的话站并完成相关的設置,每块DDL板可定义12个话站。
  2.4.3定义扬声器功率放大器、扬声器分组控制器及扬声器组
  扬声器功率放大器、扬声器分组控制器也同样要在DDL板上定义,按照主机背板实际接线位置找到设备对应的DDL板,在DDL板上添加对应的扬声器分组控制器、功率放大器类型,然后继续设置功率放大器、扬声器分组控制器及扬声器组之间的关系,每块DDL板可定义12个功率放大器或扬声器分组控制器。
  2.4.4 定义话站按键及拨号盘
  在软件界面右侧会显示所有定义好的话站,选择其中一个话站按照事先与生产部门沟通好的通话关系进行按键设置。室外防爆话站,可设置1个拨号盘和4个扳键。室内台式话站,可设置1个拨号盘和16个按键。每个按键可实现一个呼叫功能,从而满足生产部门呼叫需求。   2.5 系统故障分析
  2.5.1 主机设备
  CPU:当ON绿色指示灯常亮时表示该电路板硬件正常工作,当ON熄灭时或者与STANDYB、ERROR一起不停交替闪亮时表示该卡故障。
  数字线路卡:最上方的红色指示灯常亮表示该线路卡故障,绿色指示灯常亮表示正常工作。
  话站连接情况:每块数字线路卡管理12个话站,线路卡上带有数字标签的红色指示灯闪亮时表示该话站连接故障(话站故障或线路故障),红色指示灯常亮时表示该话站在软件中没有定义,绿色指示灯常亮时表示该话站处于主叫状态,绿色指示灯闪亮是表示该话站处于被叫状态。
  电源模块:当绿色指示灯常亮是表示电源正常工作,反之为电源故障。
  2.5.2 现场设备
  根据设备使用说明结合现场实际调试工作,总结出常见故障情况。
  数字扬声器功率放大器:当放大器驱动的扬声器短路时,放大器会自动保护,此时上面的故障指示灯亮。有时扬声器组短路时会烧坏放大器的保险,遇到此情况容易误认为放大器损坏,此时需先检查保险,如保险损坏只需要更换保险管放大器就可恢复正常工作。
  揚声器分组控制器:当3DRU的三个输出回路有一路出现问题,无论是3DRU本身还是扬声器组,3DRU都会切换到后备回路继续工作,如果出现故障的确实是扬声器组回路时,则为该3DRU提供输出的放大器停止工作,自动切换到保护状态。
  现场话站:如果现场话站呼叫和收听不正常时,需检查话站内部La/Lb两个接线端子是否有DC60V,有则说明话站故障,没有则说明线路故障。
  3 结束语
  扩音对讲系统凭借其安全、稳定、抗噪等特性,在炼油化工行业得到了广泛的应用。但要想充分发挥系统功能得到良好的使用效果,在设计时必须要结合系统特性、环境因素以及使用部门的需求,做好设备选型、设备选址、精准计算扬声器布置数量以及系统详细通话关系的编写等工作。在建设阶段也要严格按照图纸及规范施工,确保系统长周期稳定运行。相信随着惠州石化投产后生产部门对系统使用率的提高,该系统一定会在企业的安全生产过程中发挥其重要的作用。
  参考文献:
  [1]李振宁,赵芃.不同类型厂房噪声环境下的广播系统扬声器选型设计[J].智能建筑电气技术,2017,11(2):28-31.
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