如何進(jìn)行DCS報警的統一管理和系統優(yōu)化？

1 DCS系統報警管理現狀

1.1 異構DCS系統的報警管理難題

目前中國很多流程工業(yè)企業(yè)已經(jīng)大量使用DCS系統提高生產(chǎn)的自動(dòng)化，但是因為在初期規劃中缺少經(jīng)驗等歷史原因，DCS系統的品牌、型號等往往比較混亂，沒(méi)有形成統一規劃，造成大量異構的DCS系統。DCS系統均具備報警模塊，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，統一管理成為異構DCS系統的一個(gè)大難題。同一個(gè)企業(yè)，報警系統形成多個(gè)孤立的區塊，分散成多個(gè)信息孤島，人機界面無(wú)法統一，也無(wú)法對報警信息進(jìn)行更深一步的挖掘和應用，只能應用于最基層的現場(chǎng)，對管理層形成了信息上的屏蔽，帶來(lái)很大的管理不便。

1.2 報警數量激增帶來(lái)事故風(fēng)險

DCS系統的應用，使報警的設置非常方便，非常廉價(jià)，但方便和廉價(jià)也帶來(lái)了相應的問(wèn)題——報警設置的隨意性。在很多企業(yè)，當前的問(wèn)題不再是報警不足，而是報警過(guò)量和報警不當，而大量和低效的報警給企業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的潛在風(fēng)險，不僅會(huì )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(chǎng)發(fā)生爆炸起火事故，在發(fā)生爆炸前的11分鐘內，系統產(chǎn)生了275個(gè)報警，而這275個(gè)報警僅僅有兩個(gè)處理人員進(jìn)行處理，而兩個(gè)工作人員根本無(wú)法在眾多的報警當中辨識出真正有意義的信息，結果導致了悲劇的產(chǎn)生。

DCS報警設置數量不合理、優(yōu)先級配置不當、參數配置不當、無(wú)法識別和阻止報警洪水等問(wèn)題，是當前DCS系統報警普遍存在的問(wèn)題。

1.3 對報警原始信息深加工的需求

雖然大部分DCS系統具備報警功能，但是這些功能往往針對現場(chǎng)控制所設計，功能比較原始。報警歷史信息在經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間沉淀之后，實(shí)際上可以有更多的利用價(jià)值，經(jīng)過(guò)統計分析和大數據挖掘，可以提供諸如發(fā)現設備故障隱患、預防潛在的生產(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，而這些往往是現有的DCS系統所不具備的。

2 異構DCS報警的統一管理

解決異構DCS報警統一管理的首要問(wèn)題，是能夠對系統中存在的報警信息進(jìn)行統一采集。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系統提供OPC AE Server，力控FAlarm能夠通過(guò)OPC標準協(xié)議采集DCS設備的報警信息;而對于不能提供OPC AE的DCS，力控則提供多種標準通信協(xié)議，甚至根據DCS的API進(jìn)行接口定制，以滿(mǎn)足各類(lèi)DCS報警的采集需求。

解決異構DCS報警統一管理的第二個(gè)問(wèn)題，是對系統中報警信息的模型統一。力控FAlarm在系統內部建立了統一的報警模型，對于異構的DCS報警信息進(jìn)行解析，將報警模型統一化，以方便后續的各類(lèi)處理。

解決異構DCS報警統一管理的第三個(gè)問(wèn)題是人機界面的統一。力控FAlarm提供了基于Web瀏覽器的人機界面系統，可以將所有DCS系統的報警信息統一進(jìn)行可視化，提供實(shí)時(shí)報警、歷史報警、報警維護、報警統計分析等可視化內容，提供各種報表圖表的可視化手段，并可以與現場(chǎng)的工藝流程畫(huà)面結合顯示，或者與 GIS(地理信息系統)進(jìn)行集成顯示。

3 降低DCS系統報警造成的事故隱患

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

該標準的內容涵蓋了報警管理的整個(gè)生命周期，而其核心正是報警系統本身的KPI，即如何對報警進(jìn)行正確的持續的改進(jìn)，從而減少無(wú)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。

力控FAlarm系統是嚴格按照ISA-18.2所設計的，為企業(yè)提供了大量的報警分析工具，以降低無(wú)效報警數量，優(yōu)化報警系統KPI：

(1)報警數量統計和分析：通過(guò)數量和優(yōu)先級的統計，分析報警數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(guò)報警洪水統計功能，定位報警洪水的數量和相關(guān)測點(diǎn)，分析洪水產(chǎn)生的原因，從而可以通過(guò)解除報警洪水誘因，減少報警洪水數量。

(3)反復報警和瞬時(shí)報警的定位和分析：通過(guò)反復報警和瞬時(shí)報警統計功能，定位測點(diǎn)分析原因，通過(guò)解除報警誘因以減少反復報警和瞬時(shí)報警的數量。

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

(5)報警維護功能：通過(guò)報警維護功能，可以將某些測點(diǎn)的報警掛起一段時(shí)間(在指定時(shí)間段內不再產(chǎn)生報警)，例如在設備進(jìn)行維護或者更換的時(shí)候，如果不掛起報警，可能產(chǎn)生大量無(wú)效報警，這種情況下采用報警維護功能，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(wú)效報警產(chǎn)生的幾率。

(7)報警KPI分析：FAlarm提供的報警KPI指標采用了ISA-18.2標準，通過(guò)統計系統KPI并和標準指標進(jìn)行對比，為進(jìn)一步優(yōu)化報警系統提供決策數據。

4 報警數據挖掘

DCS系統所提供的原始報警信息雖然可以解決現場(chǎng)的很多問(wèn)題，但是其利用價(jià)值并沒(méi)有被充分的挖掘出來(lái)，在大數據技術(shù)越來(lái)越成熟的今天，對海量歷史報警信息進(jìn)行數據挖掘并為生產(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計分析和數據挖掘的工具，配合行業(yè)中的生產(chǎn)模型和設備模型，可以完成設備故障預警、異常停機預警、生產(chǎn)事故預警、設備老化分析、人員KPI統計等。