改进报警设计和管理的关键策略

流程安全洞察

• 良好的工艺制造设施需要强大的报警系统和管理，以提供工艺和设备健康状况的可见性。
• 公司开发警报系统可以减少警报的数量，为它们提供更好的背景，并保持可见性。
• 警报能做的不仅仅是让人们知道哪里出了问题。它们还可以用于在故障发生前让操作人员知道，让他们在故障发生前减少停机时间。

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在一个理想的世界里，工厂永远不会出任何问题，也不需要警报来提醒和指导操作员和其他专家。不幸的是，流程中断时有发生，机器失灵，甚至最好的人员也会犯错。为了降低这些问题的风险，并最终提高安全性并消除停机，工程师必须设计强大的报警解决方案，以提供对过程和设备健康状况的可见性。

警报的两个主要类别——过程变化和机械变化——必须全面管理，以达到最高的安全性和性能。在许多情况下，这些警报由两个独立的、通常是孤立的工程师小组管理。此外，它们通常在两个或多个独立的、不连接的应用程序中进行管理，导致工厂中的警报管理效率低下。当工艺工程师和旋转设备工程师一起使用集成控制和可靠性工具来开发全面的报警策略时，他们可以创建一个全面的报警管理实践。

设计更好的流程警报的三种方法:设计、上下文、可见性

在为过程操作员开发警报时，专家工程师关注三个主要策略。首先，它们确保操作人员不会被大量的警报淹没。接下来，他们将优先级和背景化警报，以帮助操作人员知道将注意力集中在哪里。最后，它们注重可见性，确保操作人员无论在哪里都能立即意识到任何警报状态。

1.更少更好的警报:5个警报相关性规则

专家工程师关注的是呈现给操作员的警报数量，试图尽可能减少数量。警报泛滥是危机期间操作员混乱的主要原因．当成百上千的警报纷至沓来，有时仅仅在几秒钟内，即使是最有经验的操作员也很难集中注意力——特别是当同一事件收到多个不同严重程度的警报时。

然而，减少警报是关于数量和质量的。通过只执行最有效的警报，工程师将在默认情况下减少警报数量。最简单的策略是检查每个创建的警报，以确保它满足以下五个标准:

1. 异常-该告警不是计划或预期的，对操作员来说是意外的。

2. 可操作的-操作员响应告警的操作是必需的和可用的。

3. 后果-如果不采取行动，或采取不正确或不充分的行动，可能会发生不受欢迎的结果。

4. 唯一-只有一个异常告警。

5. 相关-警报是操作员可以理解的，并且在当前操作状态下需要。

通过使用这五个指导原则确保每个警报都是相关的，工程师可以极大地减少流程中断带来的混乱。但要做到这一点，工程师还必须能够使用正确的报警设计和管理工具。流程是动态的，因此为了设计最佳的报警系统，报警管理工具也应该是动态的。

动态告警管理使工程师能够设置告警有效和无效的场景。

例子:在精馏塔启动过程中，操作人员可能需要将精馏塔填充到特定的库存，然后开始沸腾——这一过程将导致不同的流速和压力。在这种操作期间，静态告警阈值远不如基于进程状态触发的动态告警有用。

当今先进的控制系统具有集成动态报警管理软件选项，可以监控过程状态，并在整个过程中改变报警规则，防止骚扰警报和操作人员混淆。

2.告警的背景是关键

当今最好的报警系统都与分布式控制系统(DCS)集成在一起，不仅可以向操作员显示报警，还可以帮助他们理解这些报警。当告警系统与DCS集成时，告警信息从主告警数据库中填充，可供使用。这些上下文化的警报可以更容易地在正确的时间向正确的人交付可操作的警报。

例子:高震动警报意味着很多事情。如果表明润滑不足，则相关警报应发送给维护人员进行检查和修复(图1)。然而，如果振动警报表明轴承故障，设备即将关闭并存在潜在的安全风险，则应将警报发送给操作人员，以便他们能够干预该过程。区分这些警报(手动或自动)需要DCS提供的深层上下文数据，并与内置的分析工具一起工作，以帮助消除噪声并确定异常的原因。

由于有数千或数十万个潜在的警报和警报组合，操作员需要访问工具，以便在每个警报激活时更好地了解它。最先进的报警管理工具提供报警帮助，因此，如果操作员看到一个不熟悉的报警，一键将提供有关原因、后果和纠正措施的详细信息。

3.维护告警可见性

如果没有人看到，即使是设计最好的报警器也没有什么价值。如果控制室出现警报，由于操作人员不断移动，错过重要警报的可能性就会增加。即使操作人员经常在控制室，他们也可能会错过面前的警报，因为他们的人机界面(hmi)复杂而拥挤。

今天的HMI软件不仅使工程师能够用HTML5设计可见、直观的报警仪表板，还提供了移动工具，使操作员和技术人员能够通过移动设备从工厂的任何地方访问警报。为工程师提供这些工具将解锁更大的灵活性，以确保正确的人总是在正确的时间收到正确的警报和警报。

将可靠性与告警流程绑定

为了以最高的安全性和性能运行工厂，操作员和技术人员必须监测的不仅仅是过程性能。当旋转设备遇到严重到足以破坏性能或导致严重故障的问题时，工厂人员也必须得到通知。

对于工厂中最关键的设备，报警设计是由工业标准规定的。然而，关键设备通常只占工厂资产的5%左右。然而，对于工厂平衡设备，有许多机器在故障时可能会导致安全问题或停机。

工厂平衡设备通常依赖于国际标准化组织(ISO)的警报配置指南和法规。但是，虽然ISO标准是一个很好的起点，但准则之外的一些因素会影响警报的有效性。因此，有灵活性和理由对超出ISO标准的警报进行微调。

根据设备安装的位置和方式的不同，操作环境也会发生变化。大气温度、设备位置(室外或室内)、制造品的腐蚀性、湿度甚至设备基础只是影响告警阈值的一些环境因素(图2)。

资产监控软件提供了微调告警的选项，以更好地考虑环境因素。这些应用程序使用统计报警计算，利用来自传感器和DCS的历史数据来定义特定机器的报警限制。最先进的资产监控工具包括内置分析，以帮助用户识别工厂旋转设备中的常见故障，并在它们导致性能中断或安全风险之前进行干预。

例子:一家北美电力生产商使用嵌入式分析软件实现了无线振动监测，并配置了警报以识别关键冷却水泵电机的任何问题。启动后不久，警报不仅识别出泵的高振动，而且通过嵌入式分析，还识别出问题可能是电机轴承严重干燥造成的。该警报满足有效警报的所有5个要求，并且在故障发生前为操作人员和技术人员提供了充足的时间进行响应，同时提供了可操作的信息以加快解决速度。在轴承润滑后，警报停止，技术人员和操作人员可以看到泵在最佳性能下运行。

将告警管理元素整合在一起

改善报警管理的一个关键方法是简化状态监测和控制系统之间的连接。工艺制造商有一个最成功的整体报警管理方案经常使用属于同一生态系统的状态监测和控制技术。来自同一供应商的健壮解决方案通常更容易集成，因为它们被设计为协同工作。

但是集成解决方案的好处不仅仅是更好的警报，还包括更好的生命周期保护。当集成系统由于更新和补丁而更改时，这些更改不会破坏系统之间的连接。集成系统还使用标准化协议来实现更高效和有效的通信，并且通常为移动连接提供更广泛的工具。这些工具内置在软件中，不需要在事后单独安装和保护。

也许使用单一生态系统运营的最大优势是运营商的效率。作业人员使用一个工具集来完成几乎所有的职责，提高了可视性和意识，同时减少了花费在培训上的时间。当过程工具被整体地选择、设计和工程时，一个系统上的有效操作者对每个系统都是有效的操作者。

充分利用每一个警报

最有效的工程师在设计报警解决方案时，会考虑到操作人员和技术人员。他们必须开发系统，在各种各样的条件、技术和用例中提醒用户。要完成这一壮举，需要从工程的最初阶段就有最好的报警设计和管理工具。直观的动态报警管理工具可以与控制系统集成，以提高可见性和情境化，将复杂的数据转化为可操作的信息，在秒数计时时，这些信息可以使一切变得不同。

Asad Mailk是可靠性解决方案的高级经理;大卫李是运营商绩效高级顾问和经理;都与爱默生．由网页内容经理克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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关键词:报警管理，流程安全

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参见附加过程安全条款//www.globalelove.com/process-manufacturing/process-safety/

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