利用EXAplog實(shí)現(xiàn)裝置報(bào)警信息分析管理

魏高升 張 普

(中國石油獨(dú)山子石化分公司乙烯廠，新疆 克拉瑪依 833600)

大多數(shù)企業(yè)對(duì)DCS、SIS安全儀表系統(tǒng)所產(chǎn)生的報(bào)警信息都沒有進(jìn)行過整理和保存，造成無用的報(bào)警和事件信息數(shù)量過多，影響裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。如何減少無效信息對(duì)操作人員的干擾，并且不漏過重要的報(bào)警和事件，幫助操作人員做出正確判斷，對(duì)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的作用。根據(jù)國際EEMUA No.191規(guī)范，需要建立一套滿足裝置實(shí)際情況的報(bào)警規(guī)范，將報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘才能發(fā)揮作用，盡可能地消除無效和重復(fù)報(bào)警。筆者利用橫河EXAplog軟件對(duì)裝置報(bào)警分析進(jìn)行探討，這對(duì)提升裝置生產(chǎn)的安全管理水平具有重要意義，同時(shí)也希望對(duì)裝置的報(bào)警分析和管理有一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。

1 EXAplog簡介①

EXAplog是橫河公司推出的先進(jìn)報(bào)警分析軟件包，是過程控制中提高操作效率、降低安全風(fēng)險(xiǎn)的重要解決方案。用戶只需要通過EXAopc(橫河OPC接口軟件包)接口，就可以將CS3000中的過程報(bào)警信息上傳到EXAplog服務(wù)器中，利用EXAplog提供的客戶端可使操作人員了解裝置的報(bào)警水平。該軟件包不僅支持橫河的DCS系統(tǒng)，還支持霍尼韋爾、艾默生和英維斯的DCS系統(tǒng)，并且可以將報(bào)警事件歷史文件轉(zhuǎn)變?yōu)橼厔輬D及餅狀圖等各類圖表，以方便對(duì)事件進(jìn)行定量分析和劃分報(bào)警類型，通過對(duì)報(bào)警數(shù)量的統(tǒng)計(jì)和排序幫助操作人員確認(rèn)和減少不重要的、重復(fù)的報(bào)警，鑒別和改進(jìn)不合理的生產(chǎn)操作步驟，提前發(fā)現(xiàn)、預(yù)防生產(chǎn)事故，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定和設(shè)備的安全，提高工作效率，防止過量的無效報(bào)警影響操作工的判斷。

1.1 EXAplog結(jié)構(gòu)

EXAplog可以安裝在任何一臺(tái)DCS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的操作站或工程師站上，也可以獨(dú)立設(shè)置一臺(tái)EXAplog服務(wù)器，甚至可以選擇安裝在TS(Terminal Server)上，這樣可以方便更多人進(jìn)行訪問。詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，安裝有EXAplog的計(jì)算機(jī)需有訪問DCS中的歷史報(bào)警信息庫的權(quán)限。

圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 EXAplog界面及操作

在運(yùn)行事件報(bào)警分析前，還需要對(duì)所采集系統(tǒng)的型號(hào)進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)指定報(bào)警事件歷史文件的存放路徑、分析器的采集周期及報(bào)警總數(shù)等。EXAplog分析界面如圖2所示，整個(gè)軟件主要分為事件平衡趨勢“EBT”圖形畫面、信息概要畫面、事件類別畫面和事件ID分類畫面4部分。

圖2 EXAplog分析界面

2 報(bào)警數(shù)據(jù)分析

筆者對(duì)幾個(gè)典型裝置進(jìn)行了DCS報(bào)警事件的采集和分析，發(fā)現(xiàn)存在5個(gè)典型的問題：報(bào)警量過多、自控率不高且交接班操作頻繁、考核的畸形操作、操作水平分析和報(bào)警權(quán)限未規(guī)劃。

由圖3可以看出，該裝置每秒的平均報(bào)警次數(shù)達(dá)20次，這樣頻繁的報(bào)警會(huì)造成操作工對(duì)報(bào)警信息的麻痹，也很難從中發(fā)現(xiàn)真正的隱患，在事件分類欄中可以看到兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的報(bào)警次數(shù)達(dá)兩萬多次，占總報(bào)警數(shù)量的80%。

圖3 裝置報(bào)警數(shù)量分析界面

由圖4可以看出，裝置報(bào)警數(shù)量正常，操作次數(shù)卻明顯偏高，而且多發(fā)生在工藝交接班時(shí)間，由此可知，該裝置平穩(wěn)率相對(duì)較低，報(bào)警的抑制完全依靠操作工手動(dòng)操作，對(duì)操作工的操作經(jīng)驗(yàn)要求較高，不利于裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)。

通過對(duì)操作信息的分析可以看出：某裝置的某些控制回路經(jīng)常出現(xiàn)MLO和MHI報(bào)警，MLO與MHI為閥門輸出限制報(bào)警，確保閥門的輸出不超限，而該回路還是AUTO狀態(tài)，這都是操作工為了保證裝置的自控率和平穩(wěn)率而進(jìn)行的違規(guī)操作。利用報(bào)警信息和操作分析可以抓住很多不規(guī)

圖4 交接班操作次數(shù)分析界面

范的操作，對(duì)提高裝置的平穩(wěn)性具有實(shí)際作用。

由圖5可以看出，該裝置的報(bào)警信息明顯偏多，但呈現(xiàn)出某時(shí)間段的整體下降，仔細(xì)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，不同班組的操作方法和習(xí)慣決定了是否出現(xiàn)該現(xiàn)象，因此，需要操作技術(shù)員利用信息概要畫面對(duì)兩個(gè)班的操作方法進(jìn)行分析，掌握正確的操作方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)全裝置的優(yōu)化和提高。

圖5 報(bào)警信息界面

由圖6可以看出，裝置的低權(quán)限報(bào)警比中等權(quán)限報(bào)警少，而更多的報(bào)警信息沒有進(jìn)行報(bào)警權(quán)限的設(shè)置，這是一個(gè)全廠較為普遍的問題，因此需要進(jìn)行對(duì)裝置所有信息的報(bào)警分級(jí)管理，配合工藝車間對(duì)所有儀表的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)分級(jí)。同時(shí)在DCS中工藝人員就能夠有選擇性地接收不同權(quán)限的報(bào)警信息，提高了報(bào)警的警示作用。

圖6 報(bào)警權(quán)限劃分

通過研究大量裝置的報(bào)警趨勢可知，不同的報(bào)警趨勢圖代表了一個(gè)裝置的報(bào)警“健康狀況”，筆者對(duì)報(bào)警趨勢圖進(jìn)行了總結(jié)，結(jié)果見表1。

表1 報(bào)警趨勢總結(jié)結(jié)果

3 整改措施及效果

通過對(duì)全廠所有裝置報(bào)警事件整理過濾后發(fā)現(xiàn)，90%的報(bào)警都是屬于擾人報(bào)警，例如：大量VEL報(bào)警主要與氣壓機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和煙機(jī)的振動(dòng)和位移有關(guān)，應(yīng)該屬于隨季節(jié)變化的正常現(xiàn)象。對(duì)此需要屏蔽持續(xù)長時(shí)間的無效報(bào)警，屏蔽快速振蕩的報(bào)警，修改報(bào)警設(shè)定值。

部分大修或改造工程中拆掉的設(shè)備測量點(diǎn)只是在DCS監(jiān)控屏幕上取消，而DCS的組態(tài)中仍有保留。大量的輸入開路(IOP)報(bào)警不停地產(chǎn)生，對(duì)此需要導(dǎo)出這些報(bào)警清單，對(duì)無效的IOP/IOP-報(bào)警進(jìn)行屏蔽；備投設(shè)備的報(bào)警，如增壓機(jī)、供電設(shè)備(高壓配電間的母線電壓)處在未連接狀態(tài)，也會(huì)產(chǎn)生很多報(bào)警信息。對(duì)此需要將這些備用設(shè)備的切換信息進(jìn)行屏蔽，確保在切換操作時(shí)盡量不出現(xiàn)無效報(bào)警。整改后的報(bào)警趨勢如圖7所示。

經(jīng)過相應(yīng)的整改措施，已經(jīng)將裝置的報(bào)警率降低到了正常使用范圍內(nèi)。由此可以看出，對(duì)裝置的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行分析是非常有必要的，這為掌握裝置運(yùn)行狀態(tài)提供了有力的數(shù)據(jù)支持，只有通過對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題持續(xù)不斷地改進(jìn)和優(yōu)化，才能確保裝置長滿優(yōu)運(yùn)行。

圖7 整改后的報(bào)警趨勢

4 結(jié)束語

裝置報(bào)警信息的優(yōu)化是一個(gè)持續(xù)的過程，還需要對(duì)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步挖掘，如：報(bào)警之間的關(guān)聯(lián)性。在長期的研究中發(fā)現(xiàn)聯(lián)鎖停車信號(hào)發(fā)生前肯定有相關(guān)的設(shè)備或配套流程產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，找到類似的報(bào)警關(guān)聯(lián)就可以提前對(duì)聯(lián)鎖起到預(yù)警作用。許多國家的安全法規(guī)規(guī)定過程控制行業(yè)必須配備報(bào)警及事件數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，而我國現(xiàn)在還在起步階段，還沒有實(shí)施相應(yīng)類似的安全法規(guī)。在優(yōu)化生產(chǎn)的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)報(bào)警事件的普及應(yīng)用不僅提高了我國石油化工行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，同時(shí)也將為企業(yè)管理提供一個(gè)良好的安全生產(chǎn)平臺(tái)，使生產(chǎn)更平穩(wěn)、操作更安全、生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降、事故進(jìn)一步減少。同時(shí)還將產(chǎn)生安全操作管理新技術(shù)、新方法的重大創(chuàng)新成果。