过程控制系统的惊人趋势

在过程自动化中，报警被定义为一种声音和/或可见的手段，向操作员指示设备故障，过程偏差或需要操作员响应的异常情况。但现在有多少报警器符合这个定义呢?根据Robert M. Ard的说法，并不是很多，他是位于马里兰州Owings Mills的NovaTech自动化公司的应用工程总监，该公司在批量过程自动化方面拥有广泛的专业知识。

“报警系统是一个有用的工具，还是一个麻烦和分心?”阿德问。“当警报太多、通知太多时，操作员就会开始忽略它们。”

不幸的是，性能不佳的报警系统仍然是造成重大事故的因素。在正常情况下，设计和维护不当的报警管理系统可能会使操作员不堪重负，发出喋喋不休和令人讨厌的警报，而在异常状态出现时，则会削弱警报洪水。当这种情况发生时，操作人员很难确定并对最关键的警报采取行动，从而导致异常情况、生产损失甚至严重事故。

阿德说:“如果你读过有关工业事故归咎于警报系统的报道，你会发现，通常情况下，操作员每分钟都有很多警报，而真正需要注意的一个(关键)警报被淹没在所有其他警报之下。”

部分挑战是在整个行业建立标准化的良好警报管理实践。然而，随着像美国国家标准协会(ANSI)和国际自动化协会(ISA)这样的组织在最近几年发布了更新的指导方针，以及领先的过程自动化公司将更多基于标准的方法纳入应用程序开发，重点越来越多地放在区分需要立即关注的警报与不太紧急的通知、警报和消息传递上。

ANSI/ISA 18.2标准-报警器的定义

ANSI/ISA 18.2标准涉及警报管理的整个生命周期，从设计和配置到控制应用程序的性能监控，审计和强制执行。

根据标准，警报应该保留给那些需要操作员响应的事件。换句话说，如果事件不需要操作员操作，则不应触发警报。不应使用告警通知生产人员正常事件。

“当ISA 18.2发布时，影响最大的一个关键特性是他们对‘什么是警报?’”阿德解释道。“基本上，ISA委员会的决定是，只有在需要操作员做出反应的情况下才应该使用警报。这可能是大多数加工厂违反的第一件事。他们使用闹钟来接收各种通知、提醒和提醒。”

事实上，许多工程师基本上都是围绕对警报的响应来设计控制系统，而不是让控制系统发挥应有的作用。

“我的问题是，为什么控制系统要依靠操作员来(发挥作用)?控制系统应该处理这些，”Ard说。“如果控制系统有可能进行调整，我们将自动执行该程序，而不是发出警报并依赖操作员进行调整。这就消除了警报的产生，操作员也不需要做任何事情。”

优先级的警报

根据Ard的说法，NovaTech的D/3分布式控制系统(DCS)旨在满足或超过ISA-18.2中概述的要求，尽管术语略有不同。

在NovaTech的D/3系统中，告警仅限于环路标签或外部点名称(External Point Name, EPN)事件。EPN告警设置屏幕上的指示灯闪烁并发出声音指示灯。“静音”键可使声音指示静音，而不确认警报。

S18.2标准还根据警报的严重程度概述了“警报优先级”。D/3系统支持紧急和非紧急两种报警优先级。然而，NovaTech更进了一步，在告警汇总显示中分配了一个从0到99的优先级号码，以进一步对告警进行排序。

S18.2标准还允许基于分类对警报进行优先级排序，分类是与特定设备、位置或警报目的相关的警报分组。D/3系统为每个EPN分配“类别”，以满足报警分类的意图。S18.2标准的措辞表明，如果合适，单个警报器可以被分配多个分类。

动态令人担忧

在D/3系统上，还可以动态改变报警优先级和报警类别(分类)，以满足特定的工艺条件。动态报警定义为基于当前过程状态自动改变报警设定值、优先级和抑制。

例如，如果没有动态报警，在正常设备关闭期间可能会发生报警洪水。然而，在这种情况下，这些警报中的大多数与操作员无关，并且掩盖了其他过程中更重要的警报。

并给出了间歇式反应器低压指示报警器的实例。如果反应堆没有电流反应，低压警报可能没有多大意义。然而，如果反应堆有活动，那么低压警报是非常重要的。通过动态报警管理，如果反应堆中没有发生任何事情，低压报警可以被禁用。

NovaTech根据设备的当前“状态”进行动态报警。

例如，在酿造啤酒时，第一步是在捣碎机中进行，将各种磨碎的谷物浸泡在温水中。空容器开始时处于“空了，准备好了”的状态。随着水、酶和其他成分的加入，这种状态就变成了“基础水”。一旦水达到一个精确的温度，各种磨碎的谷物被加入并喷洒一些额外的水，处于“颗粒和喷雾”状态。

“当我们从每个‘状态’过渡到下一个状态时，我们可以启用和禁用警报，改变警报限制，甚至根据当前的工艺条件分配新的警报类别和优先级，”Ard说。

Non-Alarm消息

对于所有其他不符合警报定义的通知，如警报、提示和通知，NovaTech使用其专有的顺序和批处理语言(SABL)程序将消息发送到操作员控制台、HMI和/或警报历史文件。

D/3系统生成的消息有五种类型:由各种任务生成的系统消息，用于识别各种组件及其子系统的健康状况和状态;操作员记录仪信息，记录操作员所做的工艺更改，包括对设定值，输出，调谐参数和警报确认的更改;当EPN超过预定义的报警限制时，处理报警消息;SABL程序可以将批处理和调试信息打印到告警历史文件和批处理历史文件中;和SABL程序可以查询操作员在他们的控制台请求信息或确认。

“有些人把SABL程序发送的信息称为‘警报’，但它们不符合ISA 18.2标准对警报的定义，我们不为它们分配优先级，它们也不被承认，”Ard说。

保持过程在控制之下

当然，报警管理只是一个更大的整体过程控制哲学的一个方面，它始于所有过程条件下的稳健、可预测的控制。正确的构思和执行，警报管理有助于操作员的有效性和性能，对有效的操作至关重要。

“如果你[用一个设计合理的DCS]控制这个过程，你真的不会产生那么多的警报，”Ard说。“目标是根据ISA 18.2标准中概述的定义，将重点放在实际操作员可操作的警报上，其余的留给控制系统自行处理。”