煉化企業(yè)生產(chǎn)過程報警管理系統(tǒng)的應(yīng)用

陳亮

摘要：本文討論了對煉化企業(yè)生產(chǎn)過程報警進行治理的一種有效手段，特別是解決了報警泛濫等困擾生產(chǎn)裝置基本操作運行的困難，并對報警信息采用綜合管理分析，在生產(chǎn)運行、成本管理上收到了良好的效果。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)過程報警;報警泛濫;報警管理

1.報警管理系統(tǒng)的設(shè)計

1.1報警管理需求分析

根據(jù)報警管理ISA 18.2、IEC62682國際最新標準完善企業(yè)報警管理規(guī)范與制度，提供一套先進報警監(jiān)測系統(tǒng)，建立與完善報警管理規(guī)范，根據(jù)規(guī)范開發(fā)先進報警管理系統(tǒng)。通過開發(fā)的先進報警管理系統(tǒng)將報警管理制度落實到生產(chǎn)操作和安全管理的實踐中，幫助生產(chǎn)管理人員、操作人員、儀表及設(shè)備維護人員治理報警和聯(lián)鎖隱患問題，使報警數(shù)量趨于合理。結(jié)合華北石化生產(chǎn)實際，將報警管理系統(tǒng)（第I期）涉及的范圍定為500萬噸/年常減壓裝置等8套主要生產(chǎn)裝置。

1.2報警管理規(guī)范的制定

針對異常工況應(yīng)對不當?shù)膯栴}，各發(fā)達國家從上世紀90年代起陸續(xù)開展相應(yīng)的研究。例如，美國于1994年成立了AMS協(xié)會。1998年EEMUA191發(fā)布。美國國內(nèi)的標準ISA18.2于2005年發(fā)布。2014年國際電工委員會的IEC62682發(fā)布。結(jié)合以上標準，首先對華北石化公司報警管理的內(nèi)涵進行了規(guī)范。

1.2.1 報警的定義和響應(yīng)操作

報警是指用聲響或視覺顯示的方式提示操作員出現(xiàn)了設(shè)備故障、工藝波動或異常工況，需要操作員進行響應(yīng)操作的事件。操作員的報警響應(yīng)操作應(yīng)包括：

1）通過控制系統(tǒng)操作畫面改變工藝參數(shù)的設(shè)定;

2）要求外操人員采取動作;

3）對異常工況進行故障診斷和分析;

4）出現(xiàn)異常工況時通知其他相關(guān)人員或班組;

5）為后續(xù)必要的檢查、維護或修理活動進行情況記錄。

1.2.2 報警設(shè)置原則

報警設(shè)置應(yīng)符合如下基本原則：

1）報警應(yīng)進行合理的設(shè)置和組態(tài)，對于某個工藝過程事件不應(yīng)同時產(chǎn)生多個表示相同含義的報警。設(shè)置的報警應(yīng)能反映異常工況發(fā)生的主要原因或根本原因。

2）設(shè)置報警時，應(yīng)合理選擇報警的設(shè)定值并充分考慮既要留給操作員足夠的響應(yīng)操作時間，又不能設(shè)置的過于保守從而造成頻繁報警，干擾正常的生產(chǎn)操作。

3）報警優(yōu)先級的設(shè)置需要遵循統(tǒng)一的原則。報警優(yōu)先級在工藝波動嚴重或報警泛濫時會直接決定操作員響應(yīng)操作的優(yōu)先順序。

4）控制系統(tǒng)中所有的報警信息都應(yīng)進行歸檔記錄，以方便今后的查詢、審查或培訓工作。歸檔文件中還應(yīng)該包括所有報警定義的信息，以便為報警的合理化分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.3報警管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)國際最新標準IEC62682，報警系統(tǒng)整個信息架構(gòu)中應(yīng)包括以下部分：

1）基本控制系統(tǒng)（BPCS）：DCS，PLC，SCADA等系統(tǒng)中的報警功能;

2）安全儀表系統(tǒng)（SIS，CCS，MMS，F(xiàn)GS）中的報警功能;

3）報警輔助操作臺;

4）報警記錄與監(jiān)視：主要包括DCS的報警概覽功能等;

5）報警人機界面（HMI）：主要通過DCS畫面顯示報警信息，輔助以AAS的HMI功能;

6）先進報警管理系統(tǒng)（AAS）中先進實時報警功能;報警擱置、報警泛濫抑制、多工況報警、報警預(yù)警、報警解析信息等。主要使用對象是一線操作人員與操作管理人員。

7）先進報警管理系統(tǒng)（AAS）報警管理功能：包括報警KPI分析統(tǒng)計，報警歷史數(shù)據(jù)庫與報警主數(shù)據(jù)庫。主要使用對象是專業(yè)職能管理與運維人員。如生產(chǎn)管理、技術(shù)管理、安全管理等。

2.報警管理系統(tǒng)的實施

2.1報警數(shù)據(jù)的連通和網(wǎng)絡(luò)搭建

通過對華北石化公司特定需求進行分析，對第I期實施的8套裝置的生產(chǎn)過程報警管理系統(tǒng)進行了有針對性的組態(tài)修改和硬件結(jié)構(gòu)搭建。在每個DCS系統(tǒng)都設(shè)有接口機。針對裝置DCS品牌不同，有針對性地選取OPC或打印并口等接口協(xié)議，通過接口機與DCS相連，這些接口機合并通過交換機組成一個局域網(wǎng)“數(shù)據(jù)采集內(nèi)網(wǎng)”。在該內(nèi)網(wǎng)，報警管理系統(tǒng)buffer機、報警接口機、SIS的接口機相連，將數(shù)據(jù)與報警管理Web服務(wù)器共享。報警管理系統(tǒng)與Web服務(wù)器再經(jīng)過一層防火墻傳送至辦公網(wǎng)絡(luò)。

2.2控制系統(tǒng)組態(tài)修改

對于人機界面上的報警優(yōu)先級顯示和聲響效果進行了以下統(tǒng)一。針對報警優(yōu)先級采用了第1級（裝置級）、第2級（運行部級）、第3級（處室級）、第4級（公司級）共4個等級的劃分。在人機界面中使用了不同的顏色進行顯示，報警聲音也分別采用不同急促程度的音效進行區(qū)別。

同時，在2017年檢修期間，修改了3100余項的報警設(shè)置。針對工藝過程中影響比較重要的，難以人為監(jiān)控的異常，開發(fā)了73項預(yù)警指標，幫助操作員提前發(fā)現(xiàn)儀表與工藝的異常。另外還調(diào)整了容易產(chǎn)生報警的30余個回路的控制參數(shù)，削減PV波動的30%到90%，減少了由于PV帶來的報警過量問題，優(yōu)化了工藝操作，平穩(wěn)了相應(yīng)參數(shù)，降低了操作員的勞動負擔。

3.報警管理系統(tǒng)的效果和評價

3.1報警泛濫問題的解決

生產(chǎn)過程報警管理系統(tǒng)運行以來，經(jīng)過各專業(yè)人員的努力，現(xiàn)階段各裝置報警數(shù)量較2016年項目執(zhí)行前已經(jīng)大幅下降，各裝置平均降低87.5%，報警數(shù)量達到了國際標準所要求范圍。中控室DCS的報警音箱已經(jīng)可以正常使用。

3.2效益分析

該系統(tǒng)的成功運用，對公司帶來了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。參考海恩法則：每一起嚴重事故的背后，必然有29次輕微事故和300起未遂先兆以及3000起事故隱患。按照2016年的數(shù)據(jù)估計，每天超出標準的報警數(shù)量在1.2萬次以上，對應(yīng)了120個被忽略的報警帶來的事故隱患，12次未遂先兆，1.2次輕微事故，和0.04次嚴重事故。項目執(zhí)行后每年估計減少14.6起嚴重事故的發(fā)生，根據(jù)估算可減少上千萬元的非計劃停車損失。同時，減少了儀表工程師的手工導(dǎo)出報警分析的勞動量，結(jié)合重點報警的歷史趨勢、交接班等功能，每個工藝工程師1到2個小時就可以完成報警分析報表的編制，大大的提高了報警管理工作的效率，減少了企業(yè)人力成本支出。

參考文獻：

[1]]李曉方，孟婉瑩，馮海強，張恂，黃華波. DCS系統(tǒng)報警管理探索[J].自動化應(yīng)用，2016，9：130-131