DCS报警优化与高级报警的应用

DCS报警优化与高级报警的应用

乔瑞泽、鲁斌、李亚珍

陕西北元化工集团股份有限公司，陕西 榆林 719319

摘要:针对现在的DCS系统大量和低效的工艺报警，通过一定的手段进行优化治理，使工艺报警发生数量处在操作人员能有效的处置范围内，以便操作人员及时并正确响应，同时建立高级报警管理系统，将异常工况及时推送给相关技术人员，让报警切实起到独立保护层的作用，为企业安全生产保驾护航。

关键词:DCS；报警；工艺；优化

由于企业生产过程变得越来越精细化、复杂化与大型化，实时监控报警是对生产工况发生异常时对操作工进行第一时间提醒的重要工具，当前的问题不再是报警不足，而是报警过量和报警不当，报警太多会有碍操作人员正常操作，太少又不利于及时发现生产问题，操作人员在短时间只能关注和处理一定数量的报警，数量巨大的报警非但无法协助操作人员，反而可能成为一种滋扰，会给操作人员造成压力，给企业生产带来了巨大的潜在风险，本文提供大量和低效的工艺报警治理方法以及高级报警的应用。

1对报警信息进行分析统计

以一个DCS或一个装置为单元，通过仪表人员或DCS系统厂家导出所属DCS系统单位时间内所有报警信息，包括产生报警的点位、报警类型及数量、点位报警总数等,为报警优化治理提供基础数据。我公司导出某一装置的28.5天共计报警3240608次，日均报警113705次。涉及报警点位3168项。通过统计分析表明，日均报警超过100次的报警点位占总点位数的4.36%，但产生的报警次数占报警总数的74.12%。因此在一个报警泛滥的DCS系统中，只要解决了少量的报警点位，就能大量的减少报警。

2报警优化治理

2.1治理仪表设备本身产生的报警

一般DCS系统仪表设备类发生的报警占报警总数的比例很大，报警类型主有IOP（输入断线或量程溢出）、OOP（输出断线）、ANS（反馈超时）、VEL（测量值变化速率）、PERR（反馈故障）、NR（正常）等。此类报警一般由企业仪表人员进行治理，或在报警分组时将此类报警分为仪表报警并后台显示，不出现在DCS画面,对于重要仪表报警一般的治理方法如下表：

2.2工艺报警值合理化

对于HH、HI、LO、LL四种工艺报警，且参数的单位时间内报警数量大的，这一类报警主要是由于参数的报警上下限值设置不合理，因此要对这一类参数的报警值进行优化，优化参数的报警值应与保护层设计一一对应；参数的报警值设置原则：报警高低限不超过正常操作极限，ESD、SIS触发值不超过安全操作极限，安全阀、爆破膜等的设计值不超过安全设计极限。

如下图：

指标报警限值与保护层关系图

2.3对报警进行分级

发生报警时，能提醒操作人员纠偏操作时有轻重之分，提高报警效率，降低事故发生。

在报警分级过程中，一般利用HAZOP等分析工具的方法与思维，按照参数发生偏离所产生后果的严重性等进行分级，通常不应考虑事件发生的概率，也就是说虽然某个事件发生的概率很小，也要假设该事件可能会发生。根据事故后果的严重性判别准则，将公司所有参数报警分为I级报警、Ⅱ级报警、Ⅲ级报警四个等级，I级报警为最高级别，0级报警仅仅作为参数的信息反馈，级别不同的报警对应4种不同类型的报警方式，根据报警严重性等级与响应时间形成的报警矩阵表确定报警的优先级，最后输入报警合理化评估表进行实施。

2.4多工况报警增加程序识别

在工艺装置中，大多数报警的设置都针对于工况的正常运行操作状态，但是工艺设备经常会有不止一种正常操作状态，而控制系统的报警设置却通常只能对单一工况设置单一的报警设定值。例如，在正常工况下，间歇式运行的聚合釜温度控制在65摄氏度，在涂釜时温度处于110摄氏度以上，这是处于正常工况的，这时就可能会产生不必要的报警；在这种情况下，基于单工况的报警系统设置不能满足报警管理要求，对于多工况报警的管理，一般要联系DCS系统厂家增加报警工况识别程序。

2.5报警分组

大型企业的一个车间会包含若干装置和若干操控岗位，DCS系统所出报警会全部显示所有操控岗位，形成操控岗位的报警的相互干扰，为减轻报警负荷，在DCS系统上对报警进行分组,实现报警分装置分岗位显示。

2.6设置报警搁置

为了防止仪表、设备等临时性检修维护时而产生大量报警影响操作，可在DCS系统上设置一个报警搁置功能，岗位操作人员可将正在报警的点位移进报警搁置功能栏，就达到了报警搁置的目的。原则上任何报警都不能无限期被搁置，报警搁置所持续的时间应在控制系统上进行设置报警搁置的时间限制，一般可搁置1小时或8小时两种模式，达到搁置时间后控制系统能自动退出报警搁置，使该报警恢复正常。

3高级报警管理系统的应用

所谓的高级报警管理，也就是现代一些企业的智能化工厂的一部分，通过采集重要的实时工艺运行数据并建立一个独立的报警系统，一般功能包括产生报警的点位、报警类型、单位时间内报警数量、点位报警总数等等，以便企业实时了解装置报警情况，这是国内大多企业也仅仅做到了这一步分析统计功能。通过KPI指标要求各专业处置不合理的报警。但对于多工况报警不能识别、采集点位不全、或现场点位增加及减少，未真正解决DCS报警洪灾。

我公司的高级报警管理系统除上述功能外，还将气体监测报警系统（GDS）、火灾报警系统（FGS）融合在一个报警平台，实时监控生产装置异常情况，并将异常工况通过开发手机APP及时推送至相关管理人员手中和应急指挥系统。

当然，高级报警管理系统是要基于大量数据的采集、分析和集成，然后将异常工况的描述推送至相关管理人员手中和应急指挥系统，以氯乙烯气柜报警为例说明一下：

结束语

对于DCS系统报警，应形成长效机制进行定期导出报警、统计分析、优化治理，使报警发生数量处在操作人员能有效的处置范围内，为操作人员提供可靠的操作信息，高级报警管理系统的建立，将生产异常工况及时推送给相关技术人员和管理人员，甚至是应急指挥系统，让报警切实起到独立保护层的作用，让报警与应急救援联动，为企业安全生产保驾护航。