橫河CAMS報(bào)警管理的研究與應(yīng)用

(1.沈陽化工大學(xué)信息工程學(xué)院 遼寧 沈陽 110000)

(2.沈陽華控科技發(fā)展有限公司 遼寧 沈陽 110000)

該公司主要采用CENTUM VP-DCS系統(tǒng)，現(xiàn)在的主要報(bào)警模式是報(bào)警區(qū)域顯示文字，報(bào)警聲音均為單一的短促樂音[1]。

目前，由于過程系統(tǒng)的復(fù)雜性和報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不合理產(chǎn)生了大量無效的報(bào)警。以德州實(shí)華化工有限公司為列，由于橫河的CENTUM VP-DCS系統(tǒng)在軟件組態(tài)的時(shí)候一切報(bào)警信息都處于默認(rèn)狀態(tài)，報(bào)警級(jí)別為中級(jí)，報(bào)警顏色為紅色。對(duì)于一些比較關(guān)鍵的報(bào)警信息無法重點(diǎn)突出，導(dǎo)致操作工無法做出及時(shí)的應(yīng)對(duì)措施，對(duì)危險(xiǎn)信息處理不及時(shí)從而造成嚴(yán)重的后果。

因此，為了更清晰準(zhǔn)確的從眾多的報(bào)警信息中提取出有用的報(bào)警信息，我們可以采用CAMS來實(shí)現(xiàn)報(bào)警管理。將報(bào)警信息進(jìn)行分組、分級(jí)以便操作工作出及時(shí)反映，消除報(bào)警產(chǎn)生的危害，避免大型事故的發(fā)生。

一、CAMS報(bào)警軟件介紹

CAMS報(bào)警管理軟件是橫河自帶的HIS綜合報(bào)警管理軟件，稱為“HISCAMS或者CAMS”。其中CAMS for HIS是一個(gè)專門的軟件程序，用于支持現(xiàn)場監(jiān)控操作[1]。

報(bào)警系統(tǒng)是檢測報(bào)警狀態(tài)的硬件和軟件的集合，將該狀態(tài)的指示傳達(dá)給操作員，并記錄報(bào)警狀態(tài)的變化。CAMS報(bào)警管理軟件是以橫河DCS的為基礎(chǔ)的報(bào)警管理軟件，根據(jù)先進(jìn)報(bào)警管理系統(tǒng)(AAS)的基本設(shè)計(jì)原則，對(duì)橫河DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警管理優(yōu)化[1]。其特點(diǎn)是組態(tài)簡單，報(bào)警信息直觀明了，有利于操作員及時(shí)處理報(bào)警信息。在日常工作中使用CAMS報(bào)警管理軟件來確定、記錄、設(shè)計(jì)、操作、監(jiān)控和維護(hù)報(bào)警系統(tǒng)[1]。其報(bào)警界面可留存30天報(bào)警信息，而且CAMS軟件的歸檔文件存留3個(gè)月的報(bào)警信息，方便以后查找報(bào)警信息及故障處理。

二、報(bào)警類型與級(jí)別

報(bào)警是避免工藝事故的主要防御措施。但是，似乎目前有許多問題仍然存在。在橫河DCS控制系統(tǒng)中報(bào)警大致可以分為以下幾類：

輸入開路報(bào)警(IOP或者IOP—)；

輸入高高或者低低限報(bào)警(HH或者LL)；

輸入高或者低報(bào)警(HI或者LO)；

輸入變化速率報(bào)警(VEL+或者VEL—)；

偏差報(bào)警(DV+或者DV—)；

輸出開路報(bào)警(OOP)；

輸出高限或者低限報(bào)警(MHI或者M(jìn)LO)；

其報(bào)警優(yōu)先級(jí)為：OOP>IOP>HH>LL>HI>LO>DV+>DV-VEL+>VEL->MHI>MLO

在CAMS軟件中每一個(gè)報(bào)警類別是相互獨(dú)立的，因此需要對(duì)每一個(gè)報(bào)警種類單獨(dú)組態(tài)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于可以根據(jù)工藝要求有選擇性的進(jìn)行報(bào)警組態(tài)，有利于減少間歇式工藝的無效報(bào)警。

三、報(bào)警的處理方法

為了確保報(bào)警系統(tǒng)性能，操作員針對(duì)不同類型的報(bào)警可采取不同的處理方法，而且，操作的處理方法必須嚴(yán)格按照國際標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定和CAMS報(bào)警管理系統(tǒng)規(guī)范的要求來處理。

(一)滋擾報(bào)警

滋擾報(bào)警是過程工業(yè)的報(bào)警系統(tǒng)的主要問題，目前可以根據(jù)報(bào)警變量之間的時(shí)間間隔和報(bào)警持續(xù)時(shí)間來確定滋擾報(bào)警的形式。目前在現(xiàn)場常見的滋擾報(bào)警有間歇報(bào)警、頻繁報(bào)警、瞬閃報(bào)警、陳舊報(bào)警、設(shè)備正常停用報(bào)警等[2]。這些滋擾報(bào)警必須及時(shí)讓操作員及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

解決方案：對(duì)報(bào)警進(jìn)行分組、分等級(jí)，而且等級(jí)不同報(bào)警的聲音急促程度也不同。為了讓不同工段的操作員及時(shí)看到自己的報(bào)警工位采取了分組報(bào)警的方式，這樣就有效的防止了一些其他工段報(bào)警干擾操作員對(duì)異常工藝工況報(bào)警的監(jiān)視和快速的處理報(bào)警。分等級(jí)的設(shè)置有效的提高了操作的注意力，使用不同的報(bào)警顏色更加醒目，其中紅色代表中級(jí)，橙色代表高級(jí)，紫色代表緊急。這樣一來報(bào)警分清主次，提高了操作員處理報(bào)警效率。

而且，對(duì)于一些流量波動(dòng)引起的無用報(bào)警，采用報(bào)警延時(shí)的方法加以判斷。在工藝允許的范圍內(nèi)，根據(jù)國際報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)置報(bào)警延時(shí)，一般波動(dòng)時(shí)間為10S。在時(shí)間范圍波動(dòng)報(bào)警屬于正常，超過延時(shí)設(shè)定值發(fā)出報(bào)警則顯示流量報(bào)警，這時(shí)候需要操作工聯(lián)系現(xiàn)場及時(shí)處理故障。

(二)報(bào)警的擱置

在操作員正常工作的過程中，操作員有時(shí)會(huì)需要擱置個(gè)別報(bào)警或者報(bào)警組?？梢栽诓僮鹘缑娼R置列表，可直接拖動(dòng)報(bào)警項(xiàng)至擱置列表。

(三)報(bào)警的抑制

在間歇式工藝流程中，一些報(bào)警是由于設(shè)備的啟停造成的無用報(bào)警或者是一些無效的指標(biāo)發(fā)出的報(bào)警，這些無用的報(bào)警需要通過抑制來處理，可以采用橫河自帶功能塊SFC和邏輯塊LC64，根據(jù)工藝流程進(jìn)行編程。如下圖3-1：將功能塊SFC命名為BJYZ1與BJYZ2，邏輯塊LC64命名為BJYZ-LC。

圖1 SFC與LC64編程模塊

在功能塊SFC中進(jìn)行編程，對(duì)需要的位號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其實(shí)現(xiàn)報(bào)警抑制的作用。在邏輯功能塊LC64中設(shè)置開關(guān)延時(shí)，如圖2，F(xiàn)1119S1與F1119R1作為中間輔助變量，將BJYZ1和BJYZ2聯(lián)系起來共同作用于同一個(gè)位號(hào)FICQ1119。

圖2 報(bào)警延時(shí)

根據(jù)工藝的邏輯條件，通過功能塊SFC進(jìn)行編程，使間歇式工藝啟停的設(shè)備報(bào)警大量減少。

四、CAMS分組報(bào)警的設(shè)置和應(yīng)用

使用CAMS來實(shí)現(xiàn)報(bào)警管理，首先在CAMS軟件中進(jìn)行組態(tài)，對(duì)報(bào)警的級(jí)別，分組進(jìn)行設(shè)置，建立對(duì)應(yīng)的操作員用戶并進(jìn)行權(quán)限設(shè)置，需要注意的是在CENTUM VP中操作權(quán)限設(shè)置為反選設(shè)置。以CENTUM VP的DCS系統(tǒng)為例，系統(tǒng)為每個(gè)工藝位號(hào)提供4個(gè)不同等級(jí)的報(bào)警信息，在進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)的時(shí)候，工作人員可以依據(jù)位號(hào)的重要程度進(jìn)行針對(duì)性的選擇。4個(gè)報(bào)警級(jí)別分別是：Critical(緊急報(bào)警)；High(高級(jí)報(bào)警)；Medium(中級(jí)報(bào)警)；Low(低級(jí)報(bào)警)。

(一)CAMS報(bào)警管理的特點(diǎn)

CAMS軟件是橫河自帶的報(bào)警管理軟件，采用了數(shù)字化處理和計(jì)算機(jī)技術(shù)，講閃光報(bào)警和語音報(bào)警相結(jié)合。與常規(guī)的閃光報(bào)警不同之處是添加了報(bào)警分組，設(shè)置了分組用戶。將報(bào)警信息更加細(xì)化用不同顏色和不同的語音報(bào)警頻率，使工作人員將視覺和聽覺相結(jié)合起來，及時(shí)報(bào)警信息通知運(yùn)行人員，方便查找設(shè)備故障。特別是在夜間值班時(shí)，其效果更為顯著。

圖3 CAMS組態(tài)界面

(二)具體實(shí)施方案

對(duì)全廠橫河DCS控制系統(tǒng)的CAMS報(bào)警管理軟件的啟動(dòng)，需要注意的是，先啟動(dòng)工程師站，在根據(jù)本地IP地址與各臺(tái)操作員站之間進(jìn)行CAMS軟件的通訊。啟動(dòng)之后的報(bào)警界面與常規(guī)報(bào)警界面相比，報(bào)警信息更加明確，在界面顯示報(bào)警時(shí)間，具體位號(hào)，以及報(bào)警等級(jí)由不同的顏色及文字在界面展示出來。

然后，在CAMS報(bào)警管理軟件中對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行組態(tài)，如圖3所示。

通過在現(xiàn)場的實(shí)際咨詢了解到，以德州實(shí)華化工VCM為列，對(duì)其進(jìn)行分組并建立對(duì)應(yīng)的用戶：USER-ZH；USER-FS;USER-LD;USER-XF;USER-PS;USER-QJ;USER-JL;根據(jù)報(bào)警工位對(duì)其進(jìn)行分組：如下圖所示。

圖4 新建用戶

圖5 報(bào)警分組

通過新建用戶與報(bào)警分組，減少了不同操作崗位報(bào)警的相互干擾，減輕報(bào)警負(fù)荷。使報(bào)警系統(tǒng)按照操作崗位進(jìn)行報(bào)警分組，報(bào)警分組與操作崗位的職責(zé)范圍一致，與本操作崗位無關(guān)的報(bào)警不予報(bào)出，明確報(bào)警響應(yīng)責(zé)任。

五、總結(jié)

CAMS報(bào)警管理軟件已在德州實(shí)華化工有限公司全廠投入使用，在啟動(dòng)CAMS報(bào)警管理軟件前后的報(bào)警數(shù)量作出對(duì)比，可以明顯發(fā)現(xiàn)報(bào)警數(shù)量的改善。CAMS報(bào)警管理軟件可以有效的劃分報(bào)警等級(jí)，有助于操作員能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，在短時(shí)間內(nèi)解決報(bào)警故障使生產(chǎn)過程更加平穩(wěn)。CAMS報(bào)警管理軟件的投用，在德州實(shí)華化工的得到了良好實(shí)踐，為安全生產(chǎn)作出了有效的力量。