1DCS系統(tǒng)報警管理現(xiàn)狀

1.1異構(gòu)DCS系統(tǒng)的報警管理難題

    目前中國很多流程工業(yè)企業(yè)已經(jīng)大量使用DCS系統(tǒng)提高生產(chǎn)的自動化，但是因為在初期規(guī)劃中缺少經(jīng)驗等歷史原因，DCS系統(tǒng)的品牌、型號等往往比較混亂，沒有形成統(tǒng)一規(guī)劃，造成大量異構(gòu)的DCS系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)均具備報警模塊，但不同品牌DCS的報警模塊并不具備互相通信的功能，報警模型也各不相同，統(tǒng)一管理成為異構(gòu)DCS系統(tǒng)的一個大難題。同一個企業(yè)，報警系統(tǒng)形成多個孤立的區(qū)塊，分散成多個信息孤島，人機界面無法統(tǒng)一，也無法對報警信息進(jìn)行更深一步的挖掘和應(yīng)用，只能應(yīng)用于最基層的現(xiàn)場，對管理層形成了信息上的屏蔽，帶來很大的管理不便。

1.2報警數(shù)量激增帶來事故風(fēng)險

    DCS系統(tǒng)的應(yīng)用，使報警的設(shè)置非常方便，非常廉價，但方便和廉價也帶來了相應(yīng)的問題——報警設(shè)置的隨意性。在很多企業(yè)，當(dāng)前的問題不再是報警不足，而是報警過量和報警不當(dāng)，而大量和低效的報警給企業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的潛在風(fēng)險，不僅會降低生產(chǎn)利潤，更有可能造成生命和財產(chǎn)的巨大損失。

    1994年，英國Milford港的Texaco煉油廠發(fā)生爆炸起火事故，在發(fā)生爆炸前的11分鐘內(nèi)，系統(tǒng)產(chǎn)生了275個報警，而這275個報警僅僅有兩個處理人員進(jìn)行處理，而兩個工作人員根本無法在眾多的報警當(dāng)中辨識出真正有意義的信息，結(jié)果導(dǎo)致了悲劇的產(chǎn)生。

    DCS報警設(shè)置數(shù)量不合理、優(yōu)先級配置不當(dāng)、參數(shù)配置不當(dāng)、無法識別和阻止報警洪水等問題，是當(dāng)前DCS系統(tǒng)報警普遍存在的問題。

圖表 1 報警數(shù)量過大造成潛在的事故危險

1.3對報警原始信息深加工的需求

    雖然大部分DCS系統(tǒng)具備報警功能，但是這些功能往往針對現(xiàn)場控制所設(shè)計，功能比較原始。報警歷史信息在經(jīng)過長時間沉淀之后，實際上可以有更多的利用價值，經(jīng)過統(tǒng)計分析和大數(shù)據(jù)挖掘，可以提供諸如發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患、預(yù)防潛在的生產(chǎn)事故、提高生產(chǎn)效率和對生產(chǎn)人員進(jìn)行KPI管理等更多的管理方面的應(yīng)用功能，為管理層提供生產(chǎn)決策的輔助信息，而這些往往是現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)所不具備的。

2異構(gòu)DCS報警的統(tǒng)一管理

    解決異構(gòu)DCS報警統(tǒng)一管理的首要問題，是能夠?qū)ο到y(tǒng)中存在的報警信息進(jìn)行統(tǒng)一采集。力控科技的FAlarm工業(yè)智能報警管理平臺對此提供了解決的方案。大部分DCS系統(tǒng)提供OPC A&E Server，力控FAlarm能夠通過OPC標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議采集DCS設(shè)備的報警信息；而對于不能提供OPC A&E的DCS，力控則提供多種標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，甚至根據(jù)DCS的API進(jìn)行接口定制，以滿足各類DCS報警的采集需求。

    解決異構(gòu)DCS報警統(tǒng)一管理的第二個問題，是對系統(tǒng)中報警信息的模型統(tǒng)一。力控FAlarm在系統(tǒng)內(nèi)部建立了統(tǒng)一的報警模型，對于異構(gòu)的DCS報警信息進(jìn)行解析，將報警模型統(tǒng)一化，以方便后續(xù)的各類處理。

解決異構(gòu)DCS報警統(tǒng)一管理的第三個問題是人機界面的統(tǒng)一。力控FAlarm提供了基于Web瀏覽器的人機界面系統(tǒng)，可以將所有DCS系統(tǒng)的報警信息統(tǒng)一進(jìn)行可視化，提供實時報警、歷史報警、報警維護(hù)、報警統(tǒng)計分析等可視化內(nèi)容，提供各種報表圖表的可視化手段，并可以與現(xiàn)場的工藝流程畫面結(jié)合顯示，或者與GIS（地理信息系統(tǒng)）進(jìn)行集成顯示。

圖表 2 統(tǒng)一的報警管理人機界面

圖表 3 統(tǒng)一的報警管理人機界面

3降低DCS系統(tǒng)報警造成的事故隱患

    為了減少工業(yè)報警不當(dāng)造成的風(fēng)險并提供工業(yè)報警管理的最佳實踐，國際組件ASM在1992年成立，其建立的初衷就是推進(jìn)DCS報警系統(tǒng)的改進(jìn)，并在2009年推出正式的工業(yè)告警管理國際標(biāo)準(zhǔn)——ISA-18.2（ANSI/ISA–18.2–2009 Management of Alarm Systemsfor the Process Industries）。

    該標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容涵蓋了報警管理的整個生命周期，而其核心正是報警系統(tǒng)本身的KPI，即如何對報警進(jìn)行正確的持續(xù)的改進(jìn)，從而減少無效和低效報警，減少報警洪水，從而降低發(fā)生生產(chǎn)事故的風(fēng)險。

圖表 4 國際標(biāo)準(zhǔn)ISA-18.2涵蓋了報警管理的整個生命周期

圖表 5 報警系統(tǒng)KPI

力控FAlarm系統(tǒng)是嚴(yán)格按照ISA-18.2所設(shè)計的，為企業(yè)提供了大量的報警分析工具，以降低無效報警數(shù)量，優(yōu)化報警系統(tǒng)KPI：

（1）報警數(shù)量統(tǒng)計和分析：通過數(shù)量和優(yōu)先級的統(tǒng)計，分析報警數(shù)量和報警處理人員配比是否合理，分析報警優(yōu)先級分布是否合理。

（2）報警洪水定位和分析：通過報警洪水統(tǒng)計功能，定位報警洪水的數(shù)量和相關(guān)測點，分析洪水產(chǎn)生的原因，從而可以通過解除報警洪水誘因，減少報警洪水?dāng)?shù)量。

（3）反復(fù)報警和瞬時報警的定位和分析：通過反復(fù)報警和瞬時報警統(tǒng)計功能，定位測點分析原因，通過解除報警誘因以減少反復(fù)報警和瞬時報警的數(shù)量。

（4）頑固報警定位和分析：定位頑固報警的測點并分析其原因，減少頑固報警的數(shù)量。

（5）報警維護(hù)功能：通過報警維護(hù)功能，可以將某些測點的報警掛起一段時間（在指定時間段內(nèi)不再產(chǎn)生報警），例如在設(shè)備進(jìn)行維護(hù)或者更換的時候，如果不掛起報警，可能產(chǎn)生大量無效報警，這種情況下采用報警維護(hù)功能，可以減少不必要的報警信息。

（6）多工況報警功能：多工況報警可以令報警在不同的工況下采用不同的報警屬性，從而提高報警信息的有效性，降低無效報警產(chǎn)生的幾率。

（7）報警KPI分析：FAlarm提供的報警KPI指標(biāo)采用了ISA-18.2標(biāo)準(zhǔn)，通過統(tǒng)計系統(tǒng)KPI并和標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)進(jìn)行對比，為進(jìn)一步優(yōu)化報警系統(tǒng)提供決策數(shù)據(jù)。

4報警數(shù)據(jù)挖掘

    DCS系統(tǒng)所提供的原始報警信息雖然可以解決現(xiàn)場的很多問題，但是其利用價值并沒有被充分的挖掘出來，在大數(shù)據(jù)技術(shù)越來越成熟的今天，對海量歷史報警信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘并為生產(chǎn)提供輔助決策信息成為可能。

    力控FAlarm平臺就提供了大量統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)挖掘的工具，配合行業(yè)中的生產(chǎn)模型和設(shè)備模型，可以完成設(shè)備故障預(yù)警、異常停機預(yù)警、生產(chǎn)事故預(yù)警、設(shè)備老化分析、人員KPI統(tǒng)計等。