減少風(fēng)險(xiǎn)的雙保險(xiǎn)

文/ Thomas Gmeinwieser

減少風(fēng)險(xiǎn)的雙保險(xiǎn)

文/ Thomas Gmeinwieser

如何保持自動(dòng)生產(chǎn)過程的安全可靠性——在越來越激烈的全球化競爭中，多產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備為流程工業(yè)企業(yè)提供了必要的生產(chǎn)靈活性和高效率。在貫徹落實(shí)新的自動(dòng)化生產(chǎn)方案時(shí)，企業(yè)的決策者們要保證生產(chǎn)過程不僅要有競爭力而且也要保證安全。TüV南德意志集團(tuán)過程安全公司利用一些實(shí)例告訴您如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

多產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備尤其模塊化的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代化的技術(shù)使得流程工藝設(shè)備的規(guī)劃設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試和自動(dòng)化生產(chǎn)都更加輕松簡單。在開發(fā)新的自動(dòng)化生產(chǎn)方案時(shí)，不能只根據(jù)需要生產(chǎn)的產(chǎn)品考慮工藝方案的要求和技術(shù)方面的問題，而且多產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備的操作者也需要為在新的框架條件下完成新的設(shè)備操作要求而做好準(zhǔn)備。

企業(yè)實(shí)施的新的自動(dòng)化解決方案怎樣才能可持續(xù)性的發(fā)展下去？巴伐利亞Pillach的United Initiator公司就是一個(gè)最好的實(shí)例。這家公司于2001年進(jìn)行了流程設(shè)備的現(xiàn)代化技術(shù)改造，從那時(shí)起這套新的流程設(shè)備就一直安全可靠地成功運(yùn)行到今天。而這一套生產(chǎn)設(shè)備也遇到了過程控制技術(shù)老化以及激烈的全球化競爭等問題，這些都成了重新考慮生產(chǎn)技術(shù)措施的因素，以便實(shí)現(xiàn)有機(jī)過氧化物和過二硫酸地生產(chǎn)。此時(shí)，除了生產(chǎn)設(shè)備調(diào)整的靈活性，生產(chǎn)過程的安全可靠性也有著非常重要的意義。在生產(chǎn)有機(jī)過氧化物時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些不穩(wěn)定的對溫度變化敏感的和易燃的化合物，其中的一些化合物具有燃燒、爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)是兩個(gè)生產(chǎn)車間、8條生產(chǎn)線要合并起來。除了生產(chǎn)設(shè)備，還有生產(chǎn)設(shè)備所屬的控制室和操作站。另外，還要求對技改合并后的多產(chǎn)品生產(chǎn)過程進(jìn)行集中控制和監(jiān)控。

企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層決定更換現(xiàn)有的過程控制系統(tǒng)和它下面的安全防護(hù)系統(tǒng)。取而代之的是帶有安全控制系統(tǒng)的高層次SCADA監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。SCADA監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)經(jīng)OPC服務(wù)器與安全控制系統(tǒng)相互聯(lián)系起來。PLC可編程序控制器系統(tǒng)中的控制程序不僅是多產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備的控制程序而且也保存了多種產(chǎn)品的配方，可供隨時(shí)調(diào)取使用。不同生產(chǎn)程序和配方的選擇就像原材料投放一樣都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。為了在高度自動(dòng)化的多產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不忽視操作者這一人的因素，TüV南德意志集團(tuán)過程安全公司采用了一套被稱之為“手握手”的方法對操作者給予支持。這種手握手的操作方法把SCADA監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與安全防護(hù)系統(tǒng)聯(lián)系到一起，涉及到的是流程設(shè)備操作時(shí)的雙人值守原則。因?yàn)槟骋簧a(chǎn)單元自動(dòng)調(diào)用某種原材料時(shí)要把這一信息傳輸?shù)揭粋€(gè)公共源處，因此就必須要有安全無縫的數(shù)據(jù)交換。這里的安全和無縫就是由安全以太網(wǎng)來保障的。

在過去幾年里，慕尼黑內(nèi)部的生產(chǎn)基地成功地完成了這一大型的技術(shù)改造項(xiàng)目。多產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備的安全防護(hù)等級(jí)滿足了EN 61508標(biāo)準(zhǔn)中SIL 3的安全完整性等級(jí)規(guī)定。

生產(chǎn)有機(jī)過二硫酸的多產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備。在連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)備的反應(yīng)器中安 裝 了（RM 16型）攪拌機(jī)，圖片右側(cè)是（K11型）蒸餾設(shè)備；在這一設(shè)備中將利用熱分離技術(shù)分離出一種副產(chǎn)品

操作者扮演著重要的角色

多產(chǎn)品設(shè)備運(yùn)行的典型特征是經(jīng)常地更換產(chǎn)品配方、完全不同的工藝參數(shù)以及與單一產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備完全不同地經(jīng)常變化的控制任務(wù)。它的另一個(gè)特點(diǎn)是多產(chǎn)品生產(chǎn)中的每一種具體生產(chǎn)任務(wù)并不能夠像單一產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備那樣定義得那么明確。在這樣的情況下，部分自動(dòng)化或者全自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備就會(huì)顯示出操作對產(chǎn)品生產(chǎn)的影響比過去更大了。流程工業(yè)企業(yè)的事故分析結(jié)果表明40%～60%的事故原因，例如反應(yīng)失控或者物質(zhì)泄漏等，都與人為的失誤有關(guān)。雖然錯(cuò)誤的操作可以清楚地被識(shí)別出來，但引起這些錯(cuò)誤的原因則常常是多種因素的綜合作用。其中，除了操作者人員方面的原因之外，也還有一些技術(shù)性的缺陷或者管理層的錯(cuò)誤決策。

而在高度自動(dòng)化的多產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備中，操作者常常忽視了其應(yīng)承擔(dān)的監(jiān)控功能。如果對自動(dòng)化的信任程度較低，則往往又會(huì)走向另一個(gè)極端，如經(jīng)常地干預(yù)自動(dòng)化控制過程。為了避免這些誤解帶來新的風(fēng)險(xiǎn)，就必須清楚準(zhǔn)確有意義的確定每一個(gè)操作者所承擔(dān)的操作任務(wù)。操作者必須知道，哪些任務(wù)是由他來完成的，哪些任務(wù)是由自動(dòng)化控制系統(tǒng)來完成的。更換配方會(huì)使多產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備重新調(diào)整自己的工作參數(shù)，在某些情況下也會(huì)改變多產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化程度。此時(shí)就要求操作者很好的執(zhí)行其監(jiān)控功能，因?yàn)樵O(shè)備的調(diào)整是在不同部位進(jìn)行的，是多個(gè)不同工位處的設(shè)備調(diào)整。設(shè)備調(diào)整也包括了新的工作特性參數(shù)，重新配置了報(bào)警提示，還包括了處理不同原材料的工作指令。為了避免在多產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備中出現(xiàn)人為的操作錯(cuò)誤，簡單、明確的多產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)和工藝流程設(shè)計(jì)也是非常必要的。由于在多產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備工作運(yùn)行過程中人的因素起到了關(guān)鍵性的決定作用，因此只有純技術(shù)性的措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。識(shí)別有關(guān)安全的種種因素（技術(shù)、組織和人）應(yīng)是多產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備控制系統(tǒng)的任務(wù)。它可以根據(jù)控制調(diào)節(jié)規(guī)則的要求和任務(wù)分析來完成這一識(shí)別任務(wù)。原則上，把企業(yè)員工的操作也納入到整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)之中是非常重要的。當(dāng)生產(chǎn)任務(wù)經(jīng)常變化時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這樣的一些問題，如生產(chǎn)任務(wù)改變后要做哪些調(diào)整？調(diào)整后它們又是如何工作的？此時(shí)，管理者要確保他手下的操作者都知道設(shè)備的這些調(diào)整情況，從內(nèi)心深處理解生產(chǎn)過程的變化。此時(shí)要確保不對操作者提出過高或者過低的要求。當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警提示時(shí)，操作者要迅速地判斷情況是否危機(jī)。在危害生產(chǎn)安全的情況下必須迅速采取應(yīng)急措施。但不是所有的報(bào)警提示都表示出現(xiàn)了危機(jī)狀況。例如可能是傳感器被污垢遮擋住了，或者是設(shè)定的工作參數(shù)范圍太小或者調(diào)解循環(huán)運(yùn)行的不是最佳等等。在流程工業(yè)企業(yè)的日常生產(chǎn)過程中，每天遇到幾百個(gè)報(bào)警提示并不少見。因此，有必要將那些需要優(yōu)先處理和緊急報(bào)警提示讓操作者很容易地識(shí)別出來，這一點(diǎn)也是非常重要的。 ●

本文作者是TüV南德意志集團(tuán)流程工藝安全部過程安全技術(shù)專家。