说起DCS报警,你可能也有过这样一种体会:报警太少,工艺参数异常不容易第一时间察觉;报警太多,画面上报警信息不断刷新,声光提醒响成一片,操作人员反而容易麻木。
2018年11月28日,河北某公司发生一起重大爆燃事故,造成24人死亡,21人受伤。事发当晚,氯乙烯气柜出现卡顿、倾斜,压缩机入口压力持续下降,但操作人员没有及时发现异常,仍按常规思路进行调整,导致氯乙烯大量泄漏引发事故。事故调查发现,该公司中控室长期关闭可燃、有毒气体报警声音,操作人员对频繁报警习以为常。报警本该是工艺安全的第一道防线,可一旦设置不合理、长期没人统计分析,这道防线就会在不知不觉中松动。
在现实中,这样的情况并不少见。不少企业的报警管理要么没有系统统计,要么分析停留在表面,最多月底生成一份报表存档。至于报警为什么会变多、哪些是高频报警、应该怎么整改,往往没有下文。
可能有人会说,报警多说明监控严,总比漏报强,这其实是一个普遍的认识偏差。
报警数量与安全性的关系,在《过程工业报警系统管理》(GB/T 41261-2022)中有明确的量化参考。10分钟内发生10次及以上报警,就可能超出操作人员的有效响应能力,甚至导致关键报警被遗漏;即便10分钟内接近10个报警,操作人员也难以长期承受。标准对此专门给出了一个概念,叫“报警泛滥”。判定的方式是,第一个10分钟时段内报警超过10个,就视为一次报警泛滥的开始。一旦进入泛滥状态,报警系统对操作人员的辅助作用基本就失效了。
泛滥最直接的后果,就是报警脱敏。一个报警每天触发几十次,每次都没什么实际后果,时间一长,操作人员心里自然就形成“这个报警不用管”的惯性判断。等哪次它真的出现异常了,反倒最容易被忽略。标准建议报警系统处于泛滥状态的时间应少于1%,正是为了避免操作人员陷入这种习惯性忽略。
报警管理要精准,说到底就是做好两件事——该报的报到位、不该报的减下来。而要做到这一点,前提是先把报警数据的家底摸清:总量多少、有哪些类型、频次怎么分布。
具体怎么操作?第一步是给报警分级。
01
一级报警,表示已经发生或即将发生危险状况,可能导致人员伤害、重大设备损坏或环境污染,需要操作人员立即采取行动。比如,反应器超温超压联锁前的报警、可燃有毒气体报警、机组轴振动轴位移高高报警等。这类报警直接关系到安全,设定数量不宜超过报警总数的5%。
02
二级报警,表示工艺参数已偏离正常范围,若不及时处理可能发展为紧急状况,或导致产品质量不合格、设备损坏。例如泵出口压力高,塔釜液位、反应器温度偏高但尚未达到危险值的情况。二级报警要求操作人员在规定时间内响应,设定数量不宜超过报警总数的15%。
03
三级报警,是除一级、二级报警以外的报警,数量上占总数的80%左右。主要起提示作用,参数存在异常但暂时不影响安全和生产,应及时安排人员现场确认或结合检修处理。例如过滤器压差高提示切换、油箱液位低提示加油等。
级别分清楚了,就可以针对不同级别的报警设定统计分析阈值。结合行业实践经验,下面这些数值可作为参考。
一级报警,同一报警位号一周内触发超过5次,建议启动专项排查。正常生产中这类报警不应频繁出现,达到这个频次,往往意味着设定值、工艺波动或仪表方面可能有偏差。
二级报警,同一报警位号一周内触发超过10次,建议纳入重点跟踪。频繁触发通常说明该点位的工艺控制或报警设置不太合理,若长期搁置,容易演变为更严重的问题。
三级报警,同一报警位号一周内触发超过30次,建议纳入统计分析。这类报警虽对生产稳定运行的影响较小,但频繁触发同样会分散操作人员的注意力,有些高频三级报警背后,可能还藏着设备故障或工艺缺陷。
统计周期可以是每周,也可以是每半个月或每月。至于报警次数阈值可根据装置规模、人员配置和风险等级适当调整。阈值不宜定得过高,否则容易把一些本该及时发现的异常放过去,错过处置的最佳时机。
确定阈值之后,接下来就是具体的统计与分析。一份完整的分析,至少要回答四个问题:
01
哪些是高频报警?管理不善的报警系统中,前10个最频繁的报警往往贡献了大部分报警量,甚至超过总报警数的一半。这类报警是优先解决的对象,减少一个,整体报警负荷就可能明显下降。
02
哪些是抖动报警?同一报警信号在短时间内反复触发、反复恢复,甚至一分钟内多次跳变。这类报警容易对操作人员造成持续干扰,原因通常是测量值在报警阈值附近波动,或仪表接触不良。
03
哪些是陈旧报警?连续激活超过24小时、一直未恢复正常的报警。按照GB/T 41261的要求,每天的陈旧报警不应超过5个。陈旧报警过多,说明报警管理存在漏洞。
04
报警分布是否合理?各级报警的占比是不是大致符合前面说的5%、15%、80%。如果装置中一级、二级报警数量明显偏多,说明报警分级可能存在问题。
把这些问题梳理清楚,工作只算完成了一半,更重要的是分析原因和落实整改。
高频报警的原因,主要有四类:工艺方面,可能是回路控制不稳、参数一直在阈值附近波动,或者操作条件变了但设定值没跟上;仪表方面,可能是传感器故障、引线堵塞、接线松动,导致测量值异常跳变;报警设置方面,可能是阈值过于靠近正常操作范围,或者这个报警本身设置的必要性不足;设备方面,可能涉及机泵磨损、换热器结垢、阀门内漏,引起参数异常波动。
这四类原因归口各不相同,靠一个部门很难单独解决。比较有效的做法,是建立跨部门的分析机制。定期召开报警分析会,把相关专业都请到一起,通报统计结果,逐个分析高频报警的原因,明确责任人和整改期限,并在下次会议上跟踪整改效果。
最后,结合实际工作提出几点建议,供你参考:
一是建立报警统计分析机制。统计分析要定期开展,数据统计可由DCS自动完成,但分析环节需要人工参与,不能只看系统生成的报表。比较直接的做法,是把报警分析列入班组交接班和车间生产例会的固定议程。
二是合理设置报警延时和死区。对容易出现抖动的报警,可以设置几秒到几十秒的延时,只有参数持续异常超过延时时间才触发报警;也可以设置死区,避免参数在阈值附近反复跳变。
三是定期开展报警合理性审查。对照工艺台账和设备台账,把所有报警梳理一遍:设置是否必要、级别是否准确、阈值是否合理、有没有重复报警。装置的报警是项目建设时由设计院设定的,后来工艺调整了、设备更换了,报警设置却没有同步更新,这类问题只能靠定期审查来发现。
四是将报警整改与隐患排查相结合。高频报警的背后往往对应着管理、设备或工艺上的问题,可以将其作为隐患排查的线索,纳入现有隐患管理流程,逐个分析、逐个销项。
报警管理的本质,不是技术问题,而是管理问题。一个报警系统好不好,不看它装了多少测点、能触发多少警报,而看操作人员还愿不愿意相信每一次报警。报警泛滥,消耗的是人和系统之间的信任。该报的报到位,不该报的减下来,这道理说起来简单,背后却是对工艺的深刻理解、对数据的持续分析。报警系统不能一装了之,它需要被定期审视、动态优化。因为真正的安全,从来不是警报响个不停,而是每一次警报响起时,我们都还愿意、也还能够认真地去回应它。
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