《安全系统工程》共7页第PAGE \* MERGEFORMAT7页 中國石油大学（北京）现代远程教育 课 程 考 试 《安全系统工程》试卷 学习中心： 姓 名： 考场号： 专 业： 学 号： 座位号： 关于课程考试违规作弊的说明 学生根据学号选择相应的题目；不按学号规律选择的题目，不计入考试成绩； 提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、報刊杂志及其他已有论文）带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭成绩都为“0”。 3、两人答题内容、格式、标点符号、用语等全篇有80%以上内容相同者判为雷同试卷成绩为“0”。 一、题型 简答题每题20汾； 综合分析题，每题20分 二、评分标准 答案内容与题目要求不符的，按零分处理； 答案按步骤给分；事故树分析中需要给出分析过程。 三、题目 简答题（40分）： 从以下题目中选择4个题每题10分： （学号尾号为单号，从1、3、5、7、9、11题中选4个小题；学号尾号为双号从2、4、6、8、10、12题中选择4个小题） 解释系统工程、安全系统工程的定义。 简述故障与故障类型 解释安全与风险的定义。 割集与最小割集的区别与聯系 径集与最小径集的区别与联系。 在HAZOP分析中有哪些引导词，举例说明； 美国道（DOW）化学公司火灾评价法与英国帝国化学公司蒙特法（MONT）有什么区别； 简述安全标准的定义。 解释什么是类推原理 解释什么是安全决策。 简述安全检查表的优点； 简述什么是预先危险性汾析 论述题（60分）：从以下题目中任选3个题，每题20分共60分：（学号尾号为双号，从2、4、6、8、10题中选择3个小题学号尾号为单号，从1、3、5、7、9、题中选3个小题） 行人过马路时就某一路段而言，可能有车辆来往也可能无车通行。若有车则分车前通过还是车后通过。若茬车前通过如时间充分则无事故发生，如没有充足的时间则看司机是否采取紧急措施。若不采取措施或采取措施但失败，则必造成囚员伤亡以“行人过马路”为初始事件，画出行人过马路发生事故的事件树图 燃气报警器由电源、检测器、接点和如何区分警报器和報警器四部分构成。假设这四个部件的可靠度均为0.95试求： （1）绘制事件树分析图； （2）燃气泄漏后成功报警的概率。 对电机运作系统进荇故障类型和影响分析 某反应器系统如下图。该反应是放热反应为此在反应器的夹套内通入冷冻盐水以移走反应热。如果冷冻盐水流量减少会使反应器温度升高，反应速度加快导致反应失控。以“冷冻盐流量减少”作为起因事件进行事件数分析。 某废气洗涤系统洳图所示废气中主要危险有害气体包括：HCl气体、CO气体。洗涤流程如下：为了稀释废气中CO气体和HCl气体的浓度在洗涤废气之前先向废气中通入一定量的N2气体，然后再进行洗涤首先NaOH溶液反应器会吸收混合气体中的HCl气体，HCl气体处理完会进入第二个CO处理的氧化反应器，在这里會供应氧气进来跟CO起反应燃烧，然后产生CO2排放到大气 下表是该废气洗涤系统HAZOP分析表的一部分，试完成（1）—（12）处的空白 表：废气洗涤系统的HAZOP分析 要素 引导词 偏差 可能原因 后果 修正措施 管道A 否 （1） （2） （3） 加低流量报警器等 多 （4） （5） （6） 阀门日常检查等 …… …… …… …… …… 管道C （7） （8） 阀门C处有部分泄漏 （9） 阀门日常检查等 （10） 氧气不纯 氧气瓶充装过程中混入了空气 （11） （12） …… …… …… …… …… 某反应器系统如下图所示。该化工生产工艺属于放热反应在反应器外面安装了夹套冷却水系统。为控制反应温度在反应器上安装了溫度测量仪，并与冷却水进口阀门形成连锁系统根据温度的高低控制冷却水的流量。请用不少于4个引导词对冷却水流量进行HAZOP分析 图 放熱反应器的温度控制示意图 事故树如图所示： （1）求此事故树的最小割集； （2）写出各基本事件的结构重要度顺序 事故树如图所示： （1）求此事故树的最小径集； （3）用首项近似法求顶上事件发生的概率。 各基本事件发生的概率如下： 针对巷道开挖过程中的粉尘爆炸事故进荇分析得到影响粉尘爆炸的事件包括：火源、粉尘浓度超标、外界火源、高温、明火、电火花、自身蓄热、通风不良、摩擦、振动、碰撞、通风不良、除尘设施失效等。 （1）以“巷道粉尘爆炸”作为顶上事件至少包括上述事件，编写事故树； （2）求事故树的最小割集 倳故树中基本事件发生的概率值分别为： ，，

在需要防范的区域（如家里的客廳、卧室、厨房、走廊仓库，商店等）安装好探测器之后如果有盗贼进入防范区域，探测器就会探测到人体红外线并立即发射经数芓编码的报警信号，该信号由安装在一公里以内的红外报警器接收后立即发出刺耳的警报声，惊吓盗贼提醒主人，主人可根据红外报警器面板上的报警提示灯明确报警地点，前往抓拿盗贼本机还有自动记忆报警时间功能，如果主人没有在家则回家后可知道盗贼何時光顾家里。

红外线报警器的工作原理

红外报警器由报警主机和红外探测器组成报警系统探测一旦探测到入侵，红外报警器立即把报警叺侵信号无线密码传输到报警主机主机接收到报警信号后，会立即启动高分贝警笛现场报警器红外报警器主机面板上的LED显示报警防区，防区路数0-99路明确显示入侵方位，同时报警主机还有时间显示、报警记录查询、自动开关机等功能

1、探测器和主机无线自动对码，即學习式编码系统扩容简单快捷；

2、100个独立无线防区，每个防区可单独撤布防方便实用；

3、报警主机有两组定时开关机时间，并具有当湔开、关机状态指示；

4、三种报警声、四级报警音量可选；

5、红外报警器可同时滚动显示最新十条报警信息；

6、可查询60条最近报警记录；

7、红外报警器可选配内置备用电源并具有浮充装置和低电压告警功能；

8、提供一组常开、一组常闭报警输出和＋12V直流输出，供其他设备控制使用；

9、加装拨号模块报警时可实现自动拨打６组电话功能。

红外线报警器电路设计方案（一）

电路原理图如图1所示可将该电路汾为以下三个部分。

220V交流市电经变压器T降压桥式整流器D1整流。电解电容C7滤波三端稳压器78L05稳压，最后得到整机要求的+5V稳定直流电源

U1为AT89C2051單片机.C1.R0，R1和复位按钮RESET组成手动电平复位和上电自动复位电路;C2.C3以及晶振T1组成时钟电路iC4.C5为+5V电源滤波电容.U2为CM0S6反相器CC4069起驱动作用.VD1～VD6为红外发射管，其负极端接与P1口.P1口设置为输出状态当P1口为.0时，VD1～VD6发红外光.VD7～VD12为红外接收管当接收到红外光时导通，+5V电源通过VD7一VD12加到反相器CC4069的输入端经反相为低电平，这时P3_0~P3.5为低电平发管和接收管分别安装在门和窗口的适当位置。当有人闯入时遮挡了红外线接收管截止。反相器输叺端为低电平这时U1的P3.0一P3.5为高电平。当在一定时间内检测到位于不位置的光束被遮挡时则由P3.7口输出报警信号（高低电平间隔1S的脉冲信号）。驱动声光报警电路进声光报警。直至按复位按钮RESET或电源开关S1.由于红外收发管之间没有遮挡时为正常有遮挡时为异常，则当P1口输出o0H時P3口的正常状态数据为00H.

555定时器U4.扬声器BY，普通红色发光二极管VD13等组成声光报警电路其中555定时器接成了一个低频多谐振荡器。其控制电压輸入端5脚与单片机AT89C2051的P3.7脚相连受P3.7脚输出的高低电平间隔1S的脉冲信号控制。当P3.7为高电平时控制电压Uco较高阈值电压UT+（=Uco）和UT-（=1/2Uco）也较高;当P3.7为低電平时UT+和UT-也较低。当UT+较高时电容C9充、放电的电压幅度较大。因而振荡频率较低反之，当UT+较低时电容C9充、放电过程中电压变化幅度较尛。充、放电过程完成得较快故振荡频率较高。即当P3.7=1时.555输出脉冲的振荡频率较低;当P3.7=0时.555输出脉冲的振荡频率高该输出脉冲经过隔直电容C8加到扬声器上，扬声器将交替发出高、上位机的通信液晶显示模块使用了12864的并行模式，数据端DB0-DB7与单片机的P2.0-P2.7相连PSB控制12864工作在并行模式，電路中未接液晶的背光.RST复位端直接悬空

红外线报警器电路设计方案（二）

红外线探测报警器工作原理该装置电路原理见图。由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、延时电路和音响报警电路等组成红外线探测传感器IC1探测到前方人体辐射出的红外线信号时，由IC1的②腳输出微弱的电信号经三极管VT1等组成第一级放大电路放大，再通过C2输入到运算放大器IC2中进行高增益、低噪声放大此时由IC2①脚输出的信號已足够强。IC3作电压比较器它的第⑤脚由R10、VD1提供基准电压，当IC2①脚输出的信号电压到达IC3的⑥脚时两个输入端的电压进行比较，此时IC3的⑦脚由原来的高电平变为低电平

IC4为报警延时电路，R14和C6组成延时电路其时间约为1分钟。当IC3的⑦脚变为低电平时C6通过VD2放电，此时IC4的②脚變为低电平它与IC4的③脚基准电压进行比较，当它低于其基准电压时IC4的①脚变为高电平，VT2导通讯响器BL通电发出报警声。人体的红外线信号消失后IC3的⑦脚又恢复高电平输出，此时VD2截止由于C6两端的电压不能突变，故通过R14向C6缓慢充电当C6两端的电压高于其基准电压时，IC4的①脚才变为低电平时间约为1分钟，即持续1分钟报警

由VT3、R20、C8组成开机延时电路，时间也约为1分钟它的设置主要是防止使用者开机后立即报警，好让使用者有足够的时间离开监视现场同时可防止停电后又来电时产生误报。

该装置采用9－12V直流电源供电由T降压，全桥U整流C10滤波，检测电路采用IC578L06供电本装置交直流两用，自动无间断转换

红外线报警器电路设计方案（三）

红外感应报警电路设计思路来源于洎动开门关门的生活场景，人走进银行门自动打开，离开后门自动关闭或者说来源于肯德基等高档餐厅的水龙头，当手放在水龙头下水自动流出，离开后水自动关闭该电路应用的生活场景非常多，是电路设计人员必须掌握的一种电路红外二极管感应报警电路焊接專用原理图如下：

红外二极管感应报警电路主要由红外感应电路、电压取样比较电路、声光报警电路等构成。红外感应电路由红外发射管VD1、红外接收管VD2、瓷片电容C1、C2构成电压取样比较电路由电位器RP1、通用运算放大器LM358构成，声光报警电路由9012三极管VT1、VT2、有源蜂鸣器HA1、发光二极管LED1构成

特别要说明的是本电路焊接成功后，必须调试后才能达到相应的效果只有弄懂了红外感应电路的工作原理后才能调试相关的参數，具体调试方法如下通上5V电源，红外发射管VD1导通发出红外光（眼睛是看不见的），如果此时没有用手挡住光则红外接收管VD2没有接受到红外光，红外接收管VD2仍然处于反向截止状态

红外接收管VD2负极的电压仍然为高电平，并送到LM358的3脚LM358的2脚的电压取决于电位器RP1，只要调節电位器RP1到合适的位置（用万用表测量LM358的2脚的电压大概为2.5V左右）就能保证LM358的3脚的电压大于LM358的2脚的电压，根据比较器的工作原理当V+》V-的時候，LM358的1脚就会输出高电平并通过限流电阻R3送到PNP型三极管VT1、VT2的基极，致使三极管VT1、VT2截止蜂鸣器HA1不发声，发光二极管LED熄灭

当用手靠近紅外发射管VD1时，将红外光档住并反射到红外接收管VD2上红外接收管VD2接受到红外光，立刻导通使得红外接收管VD2负极的电压急速下降，该电壓送到LM358的3脚上此时，LM358的3脚电压下降到低于2脚的电压根据比较器的工作原理，V+通过以上调试就可以实现当手移动到红外发射管VD1和红外接收管VD2的上面时，蜂鸣器发声发光二极管点亮。

当手离开红外发射管VD1和红外接收管VD2的上面时蜂鸣器停止发声，发光二极管熄灭产生叻感应手的效果。

红外线报警器电路设计方案（四）

Atmega8的PD0端口输出经过调制的38KHZ的方波信号然后经Q2驱动红外线发射管LED0发出红外线信号。TL0038是集紅外线信号接收放大为一体的接收器其中心接收频率为38KZH，输出为TTL电平平时输出高电平，当收到码信号后输出低电平。

BELL为长鸣蜂鸣器两个引脚分别为正负极，当正负极两端加上5V电压后蜂鸣器发出响声。注意该蜂鸣器两脚不能接反，否则蜂鸣器会烧毁

电路工作后，正常情况下TL0038接收不到红外信号而输出高电平。当有物体出现在发射管前方时TTL0038会接收到从物体上反射回来的红外光信号，然后输出低電平通知MCU打开蜂鸣器报警

红外线报警器电路设计方案（五）

火灾报警器集成电路MC145012集成了报警器的全部功能，只要外接红外线发射、接收え件及喇叭等就可构成一台火灾报警器，而且还可以与电脑连接构成报警系统

电路原理。由⑥脚输出驱动红外LED（D3）发射红外光由红外接收管D2接收：D2和D3安装成相互不能直射的位置。当不存在由火灾引起的烟雾时D2输出为0；如果有烟雾，则红外光因烟雾而发生散射使D2能接收到散射光，触发报警器报警

图中，调整C2和R13的值可粗调检测灵敏度；VB1为灵敏度细调；SW1为启动按钮；喇叭采用压电喇叭；⑦脚为I/O口用於与电脑等外控电路连接。

整机由9V电池供电当使用锰锌电池时，C4为22μF使用碱性电池时，C4为1μF

红外线报警器电路设计方案（六）

本例介绍的红外线遮光式防盗报警器具有触摸报警功能，能在有人挡住红外光束或触摸门锁时发出声光报警可用于家庭、商店等防盗场合。

紅外线遮光式防盗报警器由红外线发射器和红外线接收/触摸报警电路组成

红外线发射器电路由时基集成电路IC1、电阻器R1~R4、电容器C1~C3、红外发咣二极管VL1、VL2、

电源开关S和电池GB组成，如图所示

红外线接收/触摸报警电路由红外接收放大电路、译码器、触发控制电路、稳压滤波啥路、哆谐振荡器和音频输出电路组成，如图所示

红外接收放大电路由红外光敏二极管VD1、VD2、电阻器R4~E8、电容器C4、C5和晶体管V1~V2组成。

译码器电路由音頻译码器集成电路IC2、电容器C6~C9、电阻器R9和可变电随器RP组成

触发控制电路由电阻器R1O~Rl2、电容器C10、C11、晶体管V3、V4、触摸电极A和晶闸管VT组成。多谐振蕩器由晶体管V5、V6、电阻器R13~R16、电容器C13、C14和发光二极管VL3组成

红外线报警器电路设计方案（七）

红外线发射器由IC2（NE555）、R1、R2、C3等元件组成振荡频率为40kHz的多谐振荡器。VLS是红外线发射探头其40kHz高频信号由它向外辐射，形成红外线光束VDL是红外线接收探头，它与IC3（CX20106A）组成红外线接收、整形和放大电路放大后的红外线信号变成电脉冲信号。IC4及其外围元器件组成报警执行电路一旦其2脚为低电平，电路立即翻转信号输出端3脚立即转为高电平输出，同时具有延时功能

平时，VDL接收到VDL辐射的红外光束红外线接收专用前置放大集成电路（它的特点是灵敏度高、不用电感谐振线圈）IC3的信号输出端7脚为低电平，VT1呈截止状态IC4的2脚为高电平，3脚为低电平输出因此后续电路均不会工作，无报警声发絀当有人经过防盗物的主要通道、进人房门或靠近防盗物时，挡了一下红外光线在挡住的瞬间，IC3的7脚立即转为高电平从而使VTl饱和导通，2脚立即为低电平故IC4翻转，3脚为高电平K得电吸合，接通模拟声报警专用集成电路IC5的电源扬声器BL就发出响亮的警报声。

与此同时IC4進人延时阶段，约经过2nun（计算公式为t=1．1RgC8）时间后IC4置位，使3脚又转为低电平报警声停止。如果这时红外线又被挡住电路会再次工作。

紅外线报警器电路设计方案（八）

它有两種报警方式:超低水位报警和超高水位报警

当水位没有到达设定的水位线时电源1部分的电路处于断路状态，电磁铁没有磁性接触块在弹簧弹力的作用下，与其上媔的触点接通电路2处于断路，指示灯及蜂鸣器无反应；当水位上升上升到设定的水位线时，电源1部分的电路接通电路中有电流，此時电磁铁产生了磁性把接触块吸下来，使右侧的电源2组成的电路接通红灯亮、蜂鸣器发出声音，告知人们水满了并通过反馈电路进荇停止放水。?

1.采用两个串联电路通过电磁继电器的进行连接保证用电安全；

2.电路中除了使用指示灯外还加入了蜂鸣器作为报警器使报警信号更明显；

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• 3. 趙耕新, 李勇杰, 罗康,等. 桥洞积水水位如何区分警报器和报警器[J]. 数字技术与应用,