陳亮

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

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)過程報(bào)警;報(bào)警泛濫;報(bào)警管理

1.報(bào)警管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1報(bào)警管理需求分析

根據(jù)報(bào)警管理ISA 18.2、IEC62682國(guó)際最新標(biāo)準(zhǔn)完善企業(yè)報(bào)警管理規(guī)范與制度，提供一套先進(jìn)報(bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，建立與完善報(bào)警管理規(guī)范，根據(jù)規(guī)范開發(fā)先進(jìn)報(bào)警管理系統(tǒng)。通過開發(fā)的先進(jìn)報(bào)警管理系統(tǒng)將報(bào)警管理制度落實(shí)到生產(chǎn)操作和安全管理的實(shí)踐中，幫助生產(chǎn)管理人員、操作人員、儀表及設(shè)備維護(hù)人員治理報(bào)警和聯(lián)鎖隱患問題，使報(bào)警數(shù)量趨于合理。結(jié)合華北石化生產(chǎn)實(shí)際，將報(bào)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(bào)警管理規(guī)范的制定

針對(duì)異常工況應(yīng)對(duì)不當(dāng)?shù)膯栴}，各發(fā)達(dá)國(guó)家從上世紀(jì)90年代起陸續(xù)開展相應(yīng)的研究。例如，美國(guó)于1994年成立了AMS協(xié)會(huì)。1998年EEMUA191發(fā)布。美國(guó)國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)ISA18.2于2005年發(fā)布。2014年國(guó)際電工委員會(huì)的IEC62682發(fā)布。結(jié)合以上標(biāo)準(zhǔn)，首先對(duì)華北石化公司報(bào)警管理的內(nèi)涵進(jìn)行了規(guī)范。

1.2.1 報(bào)警的定義和響應(yīng)操作

報(bào)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(dòng)或異常工況，需要操作員進(jìn)行響應(yīng)操作的事件。操作員的報(bào)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(dòng)作;

3）對(duì)異常工況進(jìn)行故障診斷和分析;

4）出現(xiàn)異常工況時(shí)通知其他相關(guān)人員或班組;

5）為后續(xù)必要的檢查、維護(hù)或修理活動(dòng)進(jìn)行情況記錄。

1.2.2 報(bào)警設(shè)置原則

報(bào)警設(shè)置應(yīng)符合如下基本原則：

1）報(bào)警應(yīng)進(jìn)行合理的設(shè)置和組態(tài)，對(duì)于某個(gè)工藝過程事件不應(yīng)同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)表示相同含義的報(bào)警。設(shè)置的報(bào)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(bào)警時(shí)，應(yīng)合理選擇報(bào)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(shí)間，又不能設(shè)置的過于保守從而造成頻繁報(bào)警，干擾正常的生產(chǎn)操作。

3）報(bào)警優(yōu)先級(jí)的設(shè)置需要遵循統(tǒng)一的原則。報(bào)警優(yōu)先級(jí)在工藝波動(dòng)嚴(yán)重或報(bào)警泛濫時(shí)會(huì)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(bào)警信息都應(yīng)進(jìn)行歸檔記錄，以方便今后的查詢、審查或培訓(xùn)工作。歸檔文件中還應(yīng)該包括所有報(bào)警定義的信息，以便為報(bào)警的合理化分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.3報(bào)警管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)國(guó)際最新標(biāo)準(zhǔn)IEC62682，報(bào)警系統(tǒng)整個(gè)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(bào)警功能;

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

3）報(bào)警輔助操作臺(tái);

4）報(bào)警記錄與監(jiān)視：主要包括DCS的報(bào)警概覽功能等;

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

6）先進(jìn)報(bào)警管理系統(tǒng)（AAS）中先進(jìn)實(shí)時(shí)報(bào)警功能;報(bào)警擱置、報(bào)警泛濫抑制、多工況報(bào)警、報(bào)警預(yù)警、報(bào)警解析信息等。主要使用對(duì)象是一線操作人員與操作管理人員。

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

2.報(bào)警管理系統(tǒng)的實(shí)施

2.1報(bào)警數(shù)據(jù)的連通和網(wǎng)絡(luò)搭建

通過對(duì)華北石化公司特定需求進(jìn)行分析，對(duì)第I期實(shí)施的8套裝置的生產(chǎn)過程報(bào)警管理系統(tǒng)進(jìn)行了有針對(duì)性的組態(tài)修改和硬件結(jié)構(gòu)搭建。在每個(gè)DCS系統(tǒng)都設(shè)有接口機(jī)。針對(duì)裝置DCS品牌不同，有針對(duì)性地選取OPC或打印并口等接口協(xié)議，通過接口機(jī)與DCS相連，這些接口機(jī)合并通過交換機(jī)組成一個(gè)局域網(wǎng)“數(shù)據(jù)采集內(nèi)網(wǎng)”。在該內(nèi)網(wǎng)，報(bào)警管理系統(tǒng)buffer機(jī)、報(bào)警接口機(jī)、SIS的接口機(jī)相連，將數(shù)據(jù)與報(bào)警管理Web服務(wù)器共享。報(bào)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(duì)于人機(jī)界面上的報(bào)警優(yōu)先級(jí)顯示和聲響效果進(jìn)行了以下統(tǒng)一。針對(duì)報(bào)警優(yōu)先級(jí)采用了第1級(jí)（裝置級(jí)）、第2級(jí)（運(yùn)行部級(jí)）、第3級(jí)（處室級(jí)）、第4級(jí)（公司級(jí)）共4個(gè)等級(jí)的劃分。在人機(jī)界面中使用了不同的顏色進(jìn)行顯示，報(bào)警聲音也分別采用不同急促程度的音效進(jìn)行區(qū)別。

同時(shí)，在2017年檢修期間，修改了3100余項(xiàng)的報(bào)警設(shè)置。針對(duì)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(xiàng)預(yù)警指標(biāo)，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(bào)警的30余個(gè)回路的控制參數(shù)，削減PV波動(dòng)的30%到90%，減少了由于PV帶來的報(bào)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(dòng)負(fù)擔(dān)。

3.報(bào)警管理系統(tǒng)的效果和評(píng)價(jià)

3.1報(bào)警泛濫問題的解決

生產(chǎn)過程報(bào)警管理系統(tǒng)運(yùn)行以來，經(jīng)過各專業(yè)人員的努力，現(xiàn)階段各裝置報(bào)警數(shù)量較2016年項(xiàng)目執(zhí)行前已經(jīng)大幅下降，各裝置平均降低87.5%，報(bào)警數(shù)量達(dá)到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)所要求范圍。中控室DCS的報(bào)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(yùn)用，對(duì)公司帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。參考海恩法則：每一起嚴(yán)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(jì)，每天超出標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)警數(shù)量在1.2萬次以上，對(duì)應(yīng)了120個(gè)被忽略的報(bào)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(yán)重事故。項(xiàng)目執(zhí)行后每年估計(jì)減少14.6起嚴(yán)重事故的發(fā)生，根據(jù)估算可減少上千萬元的非計(jì)劃停車損失。同時(shí)，減少了儀表工程師的手工導(dǎo)出報(bào)警分析的勞動(dòng)量，結(jié)合重點(diǎn)報(bào)警的歷史趨勢(shì)、交接班等功能，每個(gè)工藝工程師1到2個(gè)小時(shí)就可以完成報(bào)警分析報(bào)表的編制，大大的提高了報(bào)警管理工作的效率，減少了企業(yè)人力成本支出。

參考文獻(xiàn)：

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