儀表自動控制系統運行中潛在風險的分析

羅昊

（大慶油田責任有限公司采氣分公司第一作業區，黑龍江 大慶 163000）

儀表自動控制系統的使用是保障工業生產實現自動化過程的重要措施，但是儀表自動控制系統在工作過程中若出現風險問題，會直接影響生產運行，從而給企業帶來重大的經濟損失。保障系統功能安全的關鍵是采取有效措施維持安全儀表系統在運行階段的性能穩定。針對企業設備中的儀表控制在整個工作中存在的風險進行分析并且提出相應的對策，從而降低系統風險，有效提高儀表控制系統的安全性。

1 儀表控制系統中的運行風險問題分析

隨著設備的長周期運行，儀表控制系統會出現各種各樣的問題，從事故的結果分析故障原因，并采取相應的措施，使不利結果得以控制。

1.1 對突發事件提前預案

例如加熱爐DCS發生系統報警，控制站有一卡處于故障狀態，由于該卡控制著非常重要的控制閥，嚴重危及加熱爐裝置的運行安全。技術人員及時對有關閥門進行限位處理，有效地控制了事態的發展，對故障部件進行在線修復，經過緊急處理后，系統恢復正常，避免了加熱爐的事故停車。對上述案例分析，及時采取必要的措施，對突發事件要有提前預案是保障系統正常運行的關鍵。可從以下幾方面著手。（1）充分利用現有資源，深入研究系統故障緊急處理方案，如對重點控制閥采取人工限位，確保工藝生產的可控制性操作。（2）從現場采樣的溫度、壓力、流量等參數看，其變化速率曲線比較緩慢，而DCS卡故障前，采樣數據出現不規則變化，反映到變化率上應該是一條快速而陡峭的曲線，工藝參數迅速變化，控制閥大幅波動，均有可能出現設備故障。因此可以利用DCS豐富的數據資源編制故障信號預警程序，提前預報有可能發生的非正常性信號變化所隱含的事故傾向。（3）要做好現有DCS系統更新換代，確保自動控制工作與時俱進。

1.2 在不改變硬件的條件下，優化控制方案

在實際生產過程中，高振值信號經常出現，大量現場實例說明這種信號大多數可能是偽信號，為了增強儀表控制系統的抗干擾能力，借助DCS的優勢，發揮儀表軟件的容錯技術，在全面、詳細分析了各種可能存在的問題后，對抗干擾程序修改編程，以達到屏蔽外界偽信號干擾的目的。事實證明這種方法收到了很好的效果，同時還避免了增加或更換必要硬件的弊端。上述處理措施雖然沒有從根本上解決問題。但基本消除了偽信號對系統造成的危害，在編制程序時需保證原有聯鎖系統的安全性、可靠性。

1.3 從設計上全面考慮，完善聯鎖控制方案

從安全角度考慮，一般設計2個系統：一個安全聯鎖系統、一個DCS系統。安全聯鎖是獨立于DCS外的裝置，為了分散系統風險，提升系統的安全、可靠性而設立。聯鎖從功能上講可分為工藝聯鎖和安全聯鎖2大類，一般將安全聯鎖和部分工藝聯鎖等功能放在了一個安全聯鎖系統上，將部分顯示控制功能放在了DCS系統中，實現了緊急停車和控制顯示的完全分離。例如合成汽包裝置中，聯鎖系統設置了一套獨立控制著全裝置的SIS聯鎖系統，與DCS系統互為補充。如合成汽包裝置設計了2臺遠傳液位計，1臺檢測元件信號送入DCS進行PID運算控制。而另1臺檢測元件的信號則送進SIS系統，聯鎖停車。如果只用1臺檢測元件，既作為DCS信號源，又是SIS的聯鎖信號源，一旦該元件發生故障，將同時失去DCS監控和SIS聯鎖保護功能，非常危險。隨著時間的推移，現場儀表故障率不斷增加，聯鎖方案不斷修改，有效地保證了生產的安全長周期運行。對有些設備技術人員無法對其進行有效的監控，只能采取預防的措施。

1.4 儀表自動控制系統運行中的風險等級評定

風險等級評定不同的工業過程(如生產規模、原料和產品的種類、工藝和設備的復雜程度等)對安全的要求不同。一個具體的工藝過程是否需要配置SIS、配置何種等級的SIS，其前提應該是對此具體的工藝過程進行安全度等級(SIL)的評定。在確定了某個具體工藝過程的安全度等級之后再配置與之相適應的SIS。如風險矩陣法，是將工藝過程或裝置發生事故(風險)的頻率和嚴重性2個指標進行組合最后分成3個安全度等級。

2 提高儀表自動化管理水平的措施

2.1 加強認識，重視引進專業技術人才

儀表自動化管理水平是影響企業管理的一個重要因素。加強人才管理可以有效提升企業的管理水平，做好儀表自動化管理工作。（1）企業在購進新型機械的同時，需要積極引入高技術人才，加強儀表自動化管理團隊，做好儀表自動化管理工作。（2）做好儀表自動化人才儲備工作，加強對口專業畢業生的招聘工作，為儀表自動化管理提供充足的后備人才。（3）企業需要建立一套完善的人才培養機制并不斷進行完善，給儀表管理人員營造充足的發展空間，讓管理人員不斷提升自身綜合素質水平，從而加強儀表自動化管理團隊的管理水平。

2.2 人機結合的高水平操作

人機結合就是在儀表運轉的同時，技術人員配合進行工作。儀表本身就是一個死物，需要相關的技術人員進行操作。儀表將相關的生產步驟和各項工藝參數詳細地標注出來，而標注的工作離不開技術人員的操作。因此在企業生產過程中，需要科學規范地使用儀表，并且加強對相關技術人員的培訓工作，不斷提高技術人員的專業知識和技能，才能熟練使用不斷更替的儀表，從而發揮儀表的作用。既可以實現對儀表自動化的管理，又可以通過儀表的控制為企業創造效益。

2.3 加強儀表管理體系

企業在對儀表自動化進行管理的過程中，需要依據相關部門制定的法律法規，并且企業內部也需要制定一套完善的管理制度體系，從而對儀器自動化管理進行規范。目前針對儀表自動化管理的相關規范文件有《儀表運行管理制度》和《安全保護警報系統制度》等，相關技術人員需要在各規范文件所規定的標準下，定期對儀表的運行狀況進行檢測和記錄，確保儀表能夠正常運作。

2.4 加大資金投入力度

企業管理層需要加強對儀表自動化管理的重視程度，并提高企業全體人員的認識，充分意識到儀表自動化管理對于生產的重要作用。企業管理層需要將注意力轉移到儀表自動化管理上，將儀表自動化管理工作放在與生產、銷售同等的位置上，合理分配資源，加大儀表自動化管理的資金投入。儀表的使用、檢測、維修和保養等方面都有充足的資金作支持，從而更好地發揮儀表的作用。

2.5 加強儀表故障處理

儀表在生產過程中起到非常重要的作用，為了提高儀器的穩定性和準確性，需要對儀表故障作及時處理。相關技術人員需要定期對各儀表進行檢測，確保儀表能夠正常運作。一旦發現儀表存在故障，需要及時針對故障采取維修措施，對于無法解決的故障需要進行更換。

3 結語

隨著設備的長期運行，儀表控制系統自身的故障風險將會逐漸增大，對事故隱患有效的預防會使裝置的安全運行得到保障。利用現有資源，探索儀表控制方案的合理布局，也是控制風險的有效手段，通過對風險的分析，在設計時更加注重儀表控制系統的設計原則，從而能更好地為企業裝置運行服務。