作者 | Asad Malik

將戰略工程技術與集成管理軟件相結合，有助于開發出一流的報警解決方案。

在理想世界里，工廠永遠不會出錯，不需要報警來提醒和指導運行人員，也不需要其它專家。不幸的是，過程會混亂，機器會出故障，甚至最優秀的人員也會犯錯。為了降低這些問題所導致的風險，并最終提高安全性和消除停機現象，工程師必須設計強大的報警解決方案，以提供對過程和設備健康的可見性。

必須對兩類主要報警（過程變化和機械變化）進行全面管理，以實現最高的安全和性能。在很多情況下，這些報警由兩個獨立的、通常是孤立的工程師小組管理。此外，它們通常在兩個或多個獨立的、斷開連接的應用中進行管理，導致工廠中的報警管理效率低下。當過程工程師和機械設備工程師合作，使用集成控制和可靠性工具開發綜合報警策略時，他們可以創建一個綜合報警管理系統。

在為過程運行人員開發更好的報警系統時，專家工程師通常專注于三個主要方面：設計、情境信息和可見性。首先，他們確保運行人員不會被大量的報警淹沒。接下來，他們對報警進行優先級排序和情境分析，以幫助運行人員識別需要將注意力集中在哪里。最后，他們注重可見性，確保運行人員無論身處何處，都能即時了解任何報警狀態。

01

設計數量更少和質量更好的報警

專家工程師應專注于呈現給操作員的警報數量，試圖盡可能減少數量。警報泛濫是危機期間操作員混亂的主要原因。當成百上千個警報涌入時，有時只需幾秒鐘，即使是最有經驗的操作員也很難集中注意力，特別是當收到同一事件的不同嚴重程度的多個警報時。

減少報警與其數量和質量息息相關。如果只實施最有效的報警，工程師就可以減少報警數量。最簡單的策略是檢查創建的每個報警，以確保其滿足以下五個標準：

1.異常：報警不是計劃內或預期內的，對運行人員來說就是個意外。

2.可操作：操作員需要并可采取應對警報的行動。

3.后果：如果未采取任何措施或采取措施不當，可能會發生不理想的結果。

4.唯一性：只需一個報警即可確定異常偏差。

5.相關：操作員可以理解報警，并且在當前運行狀態下需要該報警。

利用這五個指導原則，確保每個報警都是相關的，工程師可以顯著減少過程擾動造成的混亂。但要做到這一點，工程師還必須能夠使用合適的報警設計和管理工具。在設計最佳的報警系統時，由于過程是動態的，因此報警管理工具也應該是動態的。

動態警報管理使工程師能夠設置警報何時有效以及何時無效的場景。例如，在蒸餾塔啟動期間，操作員可能需要將蒸餾塔填充到特定水平，然后開始沸騰，這一過程會導致不同的流速和壓力。在運行期間，靜態報警閾值遠不如基于過程狀態觸發的動態報警有用。

當今先進的控制系統，具有集成的動態報警管理軟件選項可監控過程狀態，并在整個過程中改變報警規則，從而預防無用報警干擾操作員的判斷。

02

報警的情境信息很關鍵

當今最好的報警系統與分布式控制系統（DCS）集成，不僅可以向運行人員顯示報警，還可以幫助他們理解這些報警。當報警系統與DCS集成時，報警信息從主報警數據庫中獲得信息并提供使用。這些情境化的報警，可以更容易地在正確的時間向合適的人發送可操作的報警。

例如，出現高振動報警可能意味著很多原因。如果顯示潤滑不足，則應將相關報警發送給維護人員進行檢查和補救（圖1）。但是，如果振動報警表明軸承出現故障，存在潛在的安全風險，設備即將停機，則應將報警發送給運行人員，以便他們能夠干預該過程。區分這些報警（手動或自動），需要DCS提供深度情境數據，并與內置分析工具配合使用，以幫助消除干擾項并識別異常原因。

▲圖1：來自DCS的情境數據提供了對設備故障的洞察，可以更快地識別和補救。

由于存在數千或數十萬個潛在報警和報警組合，運行人員需要訪問工具，以便在報警激活時更好地理解每個報警。最先進的報警管理工具可以提供幫助，因此，如果操作員看到一個不熟悉的報警，只需點擊一下就可以提供前因后果以及糾正措施的詳細信息。

03

保持報警的可見性

如果沒有人看到，即使設計得再好的警報也沒有什么價值。如果警報出現在控制室里，錯過重要警報的可能性就會增加，因為操作人員一直在移動。即使操作員一直在控制室里，他們也可能錯過眼前的警報，因為他們的人機界面（HMI）是復雜而擁擠的。

當今的HMI軟件不僅使工程師能夠用HTML5設計可視、直觀的報警儀表盤，還提供了移動工具，使運行人員和技術人員從工廠的任何地方，都能夠通過移動設備訪問報警。為工程師提供這些工具能釋放出更大的靈活性，以確保正確的人總是在正確的時間收到正確的報警和警示。

04

將可靠性與報警過程聯系起來

為了在最高安全和性能條件下運行工廠，操作和技術人員除了監視過程性能，還必須監控其它的方方面面。當機械設備出現嚴重問題，影響性能或導致嚴重故障時，還必須通知相關工廠人員。

對于工廠中最關鍵的設備，報警設計需要遵循工業標準的規定。然而通常情況下，關鍵設備約占工廠資產的5%。如果工廠其他輔助設備發生故障，也可能會導致安全問題或停機。

工廠輔助設備通常依賴于國際標準化組織（ISO）的報警配置指南和規定。盡管ISO標準是一個很好的起點，因此，在ISO標準之外，還有一些靈活性和理由對報警器進行微調。

根據設備的安裝位置和方式，運營環境會發生變化。大氣溫度、設備位置（室外或室內）、制成品的腐蝕性、濕度水平，甚至設備基礎都是影響報警閾值的一些環境因素（圖2）。

▲圖2：配置報警閾值時，應考慮外部因素，如環境和溫度等。

資產監控軟件提供了微調報警的選項，以更好地考慮環境因素。這些應用使用統計報警計算，利用傳感器和DCS的歷史數據來確定特定機器的報警限值。最先進的資產監控工具包括內置分析，幫助用戶識別工廠旋轉設備中的常見故障，并在其導致性能混亂或安全風險之前進行干預。

一家北美電力供應商使用嵌入式分析軟件進行無線振動監測，并配置了報警，以識別關鍵冷卻水泵電機的任何問題。啟動后不久，報警不僅識別出泵中的高振動，而且通過嵌入式分析，識別出問題可能是電機軸承因缺乏潤滑油而造成的結果。該報警滿足了有效報警的所有五個要求，操作和技術人員有足夠的時間在故障發生前做出反應，同時提供可操作的信息以加快解決速度。軸承潤滑后，報警停止，技術和運行人員可以看到：泵運行在最高性能狀態下。

05

將報警管理元素結合在一起

改進報警管理的一個關鍵方法，是簡化狀態監測和控制系統之間的連接。在報警綜合管理計劃方面做的最成功的過程制造商，通常使用同一生態系統中的狀態監測和控制技術。來自同一供應商的強大解決方案，旨在為協同工作而設計的，通常更易于集成。

集成解決方案的好處不僅僅是更好的報警，還包括在生命周期內提供更好的保護。當集成系統因更新和補丁而發生變化時，這些變化不會破壞系統之間的連接。集成系統還使用標準化協議進行更高效和有效的通信，并且通常為移動連接提供更廣泛的工具。這些工具內置在軟件中，不必在事后單獨安裝。

使用單一生態系統運營的最大優勢可能是運營效率的提升。操作員在幾乎所有職能中都使用一個工具集，提高了可見性和意識性，同時還可以減少培訓時間。經綜合考慮后選擇、設計和工程實施工具時，確保在某個系統上可以高效運行的人員，在其它系統上也是高效運行的人員。

最高效的工程師在設計報警解決方案時會考慮運行和技術人員的需求。他們必須開發出能夠在各種條件、技術和用例中向用戶發出報警的系統。要實現這一目標，需要從工程初期就擁有最好的報警設計和管理工具。直觀、動態的報警管理工具可與控制系統更好地集成，以提高可視性和情境化，將復雜的數據轉化為可操作的信息，在關鍵時刻到來時，這些信息將發揮巨大作用。

編輯：黃飛