炼化企业生产过程报警管理系统的应用

陈亮

摘要：本文讨论了对炼化企业生产过程报警进行治理的一种有效手段，特别是解决了报警泛滥等困扰生产装置基本操作运行的困难，并对报警信息采用综合管理分析，在生产运行、成本管理上收到了良好的效果。

关键词：生产过程报警;报警泛滥;报警管理

1.报警管理系统的设计

1.1报警管理需求分析

根据报警管理ISA 18.2、IEC62682国际最新标准完善企业报警管理规范与制度，提供一套先进报警监测系统，建立与完善报警管理规范，根据规范开发先进报警管理系统。通过开发的先进报警管理系统将报警管理制度落实到生产操作和安全管理的实践中，帮助生产管理人员、操作人员、仪表及设备维护人员治理报警和联锁隐患问题，使报警数量趋于合理。结合华北石化生产实际，将报警管理系统（第I期）涉及的范围定为500万吨/年常减压装置等8套主要生产装置。

1.2报警管理规范的制定

针对异常工况应对不当的问题，各发达国家從上世纪90年代起陆续开展相应的研究。例如，美国于1994年成立了AMS协会。1998年EEMUA191发布。美国国内的标准ISA18.2于2005年发布。2014年国际电工委员会的IEC62682发布。结合以上标准，首先对华北石化公司报警管理的内涵进行了规范。

1.2.1 报警的定义和响应操作

报警是指用声响或视觉显示的方式提示操作员出现了设备故障、工艺波动或异常工况，需要操作员进行响应操作的事件。操作员的报警响应操作应包括：

1）通过控制系统操作画面改变工艺参数的设定;

2）要求外操人员采取动作;

3）对异常工况进行故障诊断和分析;

4）出现异常工况时通知其他相关人员或班组;

5）为后续必要的检查、维护或修理活动进行情况记录。

1.2.2 报警设置原则

报警设置应符合如下基本原则：

1）报警应进行合理的设置和组态，对于某个工艺过程事件不应同时产生多个表示相同含义的报警。设置的报警应能反映异常工况发生的主要原因或根本原因。

2）设置报警时，应合理选择报警的设定值并充分考虑既要留给操作员足够的响应操作时间，又不能设置的过于保守从而造成频繁报警，干扰正常的生产操作。

3）报警优先级的设置需要遵循统一的原则。报警优先级在工艺波动严重或报警泛滥时会直接决定操作员响应操作的优先顺序。

4）控制系统中所有的报警信息都应进行归档记录，以方便今后的查询、审查或培训工作。归档文件中还应该包括所有报警定义的信息，以便为报警的合理化分析提供数据基础。

1.3报警管理系统结构设计

根据国际最新标准IEC62682，报警系统整个信息架构中应包括以下部分：

1）基本控制系统（BPCS）：DCS，PLC，SCADA等系统中的报警功能;

2）安全仪表系统（SIS，CCS，MMS，FGS）中的报警功能;

3）报警辅助操作台;

4）报警记录与监视：主要包括DCS的报警概览功能等;

5）报警人机界面（HMI）：主要通过DCS画面显示报警信息，辅助以AAS的HMI功能;

6）先进报警管理系统（AAS）中先进实时报警功能;报警搁置、报警泛滥抑制、多工况报警、报警预警、报警解析信息等。主要使用对象是一线操作人员与操作管理人员。

7）先进报警管理系统（AAS）报警管理功能：包括报警KPI分析统计，报警历史数据库与报警主数据库。主要使用对象是专业职能管理与运维人员。如生产管理、技术管理、安全管理等。

2.报警管理系统的实施

2.1报警数据的连通和网络搭建

通过对华北石化公司特定需求进行分析，对第I期实施的8套装置的生产过程报警管理系统进行了有针对性的组态修改和硬件结构搭建。在每个DCS系统都设有接口机。针对装置DCS品牌不同，有针对性地选取OPC或打印并口等接口协议，通过接口机与DCS相连，这些接口机合并通过交换机组成一个局域网“数据采集内网”。在该内网，报警管理系统buffer机、报警接口机、SIS的接口机相连，将数据与报警管理Web服务器共享。报警管理系统与Web服务器再经过一层防火墙传送至办公网络。

2.2控制系统组态修改

对于人机界面上的报警优先级显示和声响效果进行了以下统一。针对报警优先级采用了第1级（装置级）、第2级（运行部级）、第3级（处室级）、第4级（公司级）共4个等级的划分。在人机界面中使用了不同的颜色进行显示，报警声音也分别采用不同急促程度的音效进行区别。

同时，在2017年检修期间，修改了3100余项的报警设置。针对工艺过程中影响比较重要的，难以人为监控的异常，开发了73项预警指标，帮助操作员提前发现仪表与工艺的异常。另外还调整了容易产生报警的30余个回路的控制参数，削减PV波动的30%到90%，减少了由于PV带来的报警过量问题，优化了工艺操作，平稳了相应参数，降低了操作员的劳动负担。

3.报警管理系统的效果和评价

3.1报警泛滥问题的解决

生产过程报警管理系统运行以来，经过各专业人员的努力，现阶段各装置报警数量较2016年项目执行前已经大幅下降，各装置平均降低87.5%，报警数量达到了国际标准所要求范围。中控室DCS的报警音箱已经可以正常使用。

3.2效益分析

该系统的成功运用，对公司带来了可观的经济效益和社会效益。参考海恩法则：每一起严重事故的背后，必然有29次轻微事故和300起未遂先兆以及3000起事故隐患。按照2016年的数据估计，每天超出标准的报警数量在1.2万次以上，对应了120个被忽略的报警带来的事故隐患，12次未遂先兆，1.2次轻微事故，和0.04次严重事故。项目执行后每年估计减少14.6起严重事故的发生，根据估算可减少上千万元的非计划停车损失。同时，减少了仪表工程师的手工导出报警分析的劳动量，结合重点报警的历史趋势、交接班等功能，每个工艺工程师1到2个小时就可以完成报警分析报表的编制，大大的提高了报警管理工作的效率，减少了企业人力成本支出。

参考文献：

[1]]李晓方，孟婉莹，冯海强，张恂，黄华波. DCS系统报警管理探索[J].自动化应用，2016，9：130-131