报警推送管理系统的应用

牟宝强

(中国石化股份有限公司齐鲁分公司 信息中心，山东 淄博 255400)

随着石化行业生产经营向绿色、低碳环保发展模式的转变，某石化公司生产经营面临诸多挑战：

1)生产运维挑战。该公司拥有10个生产厂、各类生产装置140余套，存在点多面广、设备数量庞大、设备种类繁多、人员老化、结构性缺员等诸多实际问题，其中仪控设备台件数高达20余万台，尤其是关键联锁控制及安全环保仪表设备，任何一个环节出现问题都会影响生产装置的平稳运行。仅仅依靠传统的定时巡检制度和工作方式难以及时发现关键设备的实时故障与存在的隐患，不能及时、精准、高效地处置设备故障。

2)质量管控挑战。该公司作为炼化一体化的特大型企业，涉及的原料、产品和中间产品1 000多种、采样点多于5.2×103个，任何一个地方的物料质量出现问题，都会对生产和销售产生影响，物料质量的管控难度也非常大。

3)环境环保挑战。该公司作为炼化一体化的企业，使用和生产各种有毒、有害、易燃、易爆的化工原料和产品，数量众多，分布面广，因此面临的环保压力也是非常大。

针对上述生产管控的难点、痛点，该公司认真分析生产管理现状，制定了公司级、厂级、车间级三级报警分级标准，设计了统一的报警推送管理流程，并充分利用目前的信息技术构建企业生产关键信息全面感知、精准运维、闭环管理的报警推送管理系统，实现各类报警的统一管理，满足业务部门的管理需要，助力生产管控智能化转型升级。

1 系统的总体技术架构

经过多年的信息化建设，该公司已建成了企业资源计划系统(ERP)，制造执行系统(MES)，实验室信息管理系统(LIMS)等多个大型信息化系统，同时也建立了覆盖全公司的底层实时数据库系统。依托这些成熟的系统和丰富的数据资源，充分利用网络和短信技术，实时抓取各系统产生的报警信息，并根据统一制定的报警推送规则进行短信和管理驾驶舱双路同时推进，实现报警信息的实时、闭环管理，并为管理人员分析异常故障提供有效支撑。报警推送管理系统的总体架构如图1所示，网络拓扑结构如图2所示。

2 报警推送管理系统功能

整个报警推送管理系统共有四大功能。

2.1 报警类别管理

根据生产管理的相关专业情况对报警数据进行分类，类别包括： 生产、工艺、质量、环保、设备(防腐)、计量、MES等七大类。报警推送管理系统也可根据情况增加和修改类别。

2.2 报警数据参数设置

根据报警数据的类别对报警数据相关参数进行维护和设置。主要内容包括： 报警数据点位以及名称、所属生产厂、上限、下限、报警级别、报警推送类型(短信、管理驾驶舱系统推送)。

2.3 报警数据推送管理

报警数据推送管理由四个子功能组成。

2.3.1报警信息数据推送

当该系统中各专业管理数据超出正常运行值范围后，会自动生成报警信息，并根据超标数据的推送设置推送消息。推送方式分为两种： 管理驾驶舱系统消息推送和手机短信报警信息推送。

2.3.2未处理报警信息处理

未处理报警信息处理功能用于超标数据报警信息推送后，当相关管理部门或岗位迟迟未对系统所发送的消息反馈时，该系统根据未处理的消息条数自动将相关信息通过手机短信推送至上级主管领导或者上级主管领导的管理驾驶舱。

2.3.3异常报警信息例外处理

异常报警信息处理用于超标数据异常报警情况。有的超标数据是由于生产装置设备短时间内不能恢复正常导致相关生产工艺参数持续超标报警，该系统随之也会按照设定的频次推送报警信息，会造成大量无效报警信息积压。因此该系统设置例外处理方式，一旦出现上述情况由相关专业的技术管理人员对相应的参数位号进行例外处理，这样该系统就不再对其超标数据推送报警消息。相关技术人员对相关点位进行例外设置后，提交由业务分管领导进行审阅通过即可生效。

2.3.4报警信息处理

报警信息推送处理主要用于用户登录系统后，在系统内查询报警信息以及回馈操作。

1)报警推送信息查询。用户登录系统后首页显示当前用户需要接受和回馈的报警推送信息。需要进行回馈处理的信息以红色标记显示在最上面，已处理的信息顺延显示。

2)报警推送信息处理。用户登录系统后可以通过该项功能进行报警推送信息的回馈操作。

2.4 报警的统计分析

报警统计分析以报表和图表的形式让业务管理人员查询统计某一时间段内的不同类别的报警的总数量、已反馈和未反馈数量等信息，使得生产异常故障点的分析、处理更加精准、智能。

2020年1月1日至5月14日报警推送管理系统生成的报警统计数据见表1所列。

表1 报警数据统计 个

3 系统的主要实现方式

以下详细介绍覆盖面广、实施难度大的关键仪表信息报警推送的实现过程：

1)编制报警信息手机分级推送策略。按照报警推送管理平台的三级报警分级规则，结合运维中心仪表分级管理规定，经过顶层设计、现场调研，制定了关键仪表信息手机分级推送策略，确保A， B级仪表的安全稳定运行。报警信息手机分级推送过程如图3所示。

图3 报警信息手机分级推送过程示意

结合各生产装置仪控设备运行情况及日常维护经验，最终确定关键仪表设备信息推送清单，包括： 机柜间温湿度、UPS电源电压、直流24 V电源运行状态、联锁控制回路等关键参数、DCS/CCS/PLC/DEH/机组振动监测系统报警五个方面的运行状态信息。

2)核查所有仪控系统的数据采集链路，确保具备数据采集条件。仪表信息推送的关键环节是经过通信组态调试将不同推送点信息引入DCS，再通过OPC数据采集接口，将仪控系统中关键仪表参数采集至实时数据库IP21。所以必须核查所有仪控系统的数据采集链路，确保工业过程控制网和企业信息管理网的跨接。

3)技术攻关。整个公司范围内需要维护的控制系统共计444套，涉及21个品牌38种型号，不同工业控制系统框架差距加大，实现不同系统间数据通信及运行状态的采集是很大的技术难点。通过多次研讨攻关，同时查阅大量技术资料，最大程度地突破技术壁垒，分类逐项实施。

4)依据关键仪表设备信息推送清单，编制关键仪表信息数据表。组织仪表车间工程师收集推送点信息，并确定不同推送点推送人员的级别，实现分级管理，精准推送。

4 系统主要创新点

报警推送管理系统主要包含以下创新内容：

1)融合了工业控制技术、数据库技术及网络信息技术，打破信息“孤岛”，建立了统一的报警推送管理信息平台，实现了信息和数据共享。

2)精准分级推送。实现仪表运维、质量管控、环保监测、工艺管理、设备管理等专业异常故障信息分层级管理，充分发挥各层级作用，保证了关键仪表、重要仪表、重要物料和环保风险点等各类数据的运行维护和管理的准确、合理，实现了报警数据的标准化、规范化管理。

3)手机实时推送。打造了全天候、全时段智能巡检，有效提高了关键信息发现的及时性和全面性(尤其是隐性故障)。

4)创新实现了UPS输出电压的在线检测、故障预警和历史记录。

5 主要应用成效

5.1 确保仪表精准运维并及时消除隐患

2018年6月16日11时26分，烯烃厂裂解装置电源柜UPS电压从220 V直接降至199 V，并持续波动，如果未能及时发现并处理，电压持续降低将会引起控制系统供电异常，甚至导致烯烃厂裂解装置停工。该车间领导及工程师第一时间接收到UPS电压超限报警推送短信，立即组织现场排查，通过与电气工程师合作，临时切换至市电后，迅速消除了重大电源故障，保障了装置平稳运行。

2019年10月17日17时21分，氯碱厂2号氯乙烯装置SIS的DI卡故障报警。氯碱仪表车间领导及工程师第一时间接收到故障报警推送短信，及时组织人员在线消除了重大系统故障，避免了一次装置非计划停工。氯碱厂2号氯乙烯装置SIS采用霍尼韦尔FSC系统，目前已长周期运行15 a，电子元器件老化，系统故障率持续偏高。车间长期实行特护管理，占用大量人力资源，而且无法实现全天候、全时段智能维护。利用关键仪表信息手机分级推送后，成功在线消除系统故障8次，确保了装置安全稳定运行。

以上两起案例是利用手机分级推送信息技术快速消除重大设备故障的典型应用，也是利用新技术手段提升运维保障能力的缩影。经过持续的完善，该系统已实现1 775条关键仪控设备报警信息推送，覆盖了所有关键仪控设备，打造了全天候、全时段智能运维的新模式，提高了对生产装置仪控设备主动控制能力、快速响应能力、预知维护能力，有效减少了因关键仪表设备故障造成生产波动或停工。同时释放了大量人力资源，为公司运维市场化运行、区域化维保、班组优化、值班运维方式改革奠定了坚实基础。

5.2 化验分析物料的全面监控

该系统自投用以来，对该公司所有化验分析的物料进行全面的实时监控，每天进行一次统计评比，责任明确，问题清晰。经过不断的技术攻关，质量提升明显，不合格报警数量持续下降。报警推送管理系统投用后，2018年7月～2020年5月质量不合格项报警变化趋势如图4所示。

图4 质量不合格项报警变化趋势示意

截至目前，通过报警推送管理系统分级推送关键仪表信息及时并成功处置较大仪控系统故障报警54次，重大仪控系统故障报警12次，挽回直接经济损失1 000余万元人民币，并可持续有效减少因关键仪表设备故障造成的生产波动或停工，实现平稳增效。

6 结束语

通过建立统一的报警推送管理系统，实现了该公司仪表、质量、环保、工艺、设备等专业重要管控信息的实时监控、精准处理和闭环管理，不仅大幅降低了工人的劳动强度，也降低了运维成本，促进了该公司生产管控向智能化转型升级。