过程安全

在工业环境中，由于多种因素的综合作用，安全风险随时随地都可能发生。设备故障或其他问题可能会意外触发流程中断。如果设备发生故障，警报没有被注意到，或者警告信号没有被注意到，潜在的风险可能是巨大的。在正常运行过程中不能自动保持稳态控制的设施就是等待发生的事故。

预防安全风险取决于有效的过程控制和操作人员。两者必须无缝配合，才能确保设施安全运行。对于工业人员来说，首先要有一种根植于企业文化中的安全思维。

建立安全文化

安全意识的文化需要利用每一个机会来强调和加强安全思维——一种零风险容忍的态度，在这种态度下，自满是不能选择的。没有人希望看到有人受伤，或者更糟，或者对生产、环境或设施的资产和声誉产生负面影响。

首要任务是确保人民和周围社区的安全。工业安全从企业层面开始，向下延伸到所有员工。以下内容应成为每个公司安全文化的一部分:

• 沟通内部政策，实施过程控制保障措施和行动计划。
• 投资培训、设备维修和更换。
• 遵守适用的法律法规。
• 利用行业标准和指南(例如IEC 61508和IEC/ISA 61511)。

进一步考虑安全文化，公司应该对现有自动化系统和流程进行预先安全评估和风险分析，以确定可容忍和不可容忍的风险。“可容忍风险”是设施用来确定其相对安全策略的基准。这是降低责任风险的重要纪律。这也是一个很好的机会，可以检查关键领域，看看设施的自动化、安全系统和人员是否协同工作，以确保安全可靠的运行。

自动化安全层

有效的基本过程控制系统(BPCS)是最关键的保护层(见图1)。它具有旨在防止事故的自动化安全层。BPCS运行该进程，识别异常情况并触发警报或采取其他操作。它应该能够补偿大多数异常情况。

另一种常见的保护措施是安全仪表系统(SIS)，如果一个过程超出安全控制限制，它必须进行干预。如果BPCS老化或缺乏定期维护，事故就会频繁升级，SIS的重要性就会变得更加重要。当员工经常依赖SIS来处理日常故障，并且频繁的SIS出差变得越来越明显时，是时候认真审视BPCS了。

对于安全系统的评审，应进行过程危害分析(PHA)/危害和可操作性(HAZOP)研究或其他审计，以确定任何剩余的安全相关问题，或识别可能导致事故或问题的情况或其他潜在的系统故障。SIS层旨在最大限度地减少通过HAZOP研究识别出的不可接受的风险。它由独立运行的安全仪表功能(sif)组成。

由于BPCS被认为是精心设计和维护的设施的第一层保护，大多数sif被专门设计为低需求(即，每年不超过一次)，应避免频繁使用。例如，如果SIF每天处理情况，而不是最初设计的一年一次，则需要注意BPCS。

依靠SIS作为最后一道防线并不是一个合理的策略，因为机器和警报只能承担这么多的风险。在某些时候，操作员可能不得不接管，并且应该非常清楚他们应该做什么以及什么时候做。

除了BPCS和SIS之外，还有一道额外的防线:操作员。如果操作员收到警报通知，有一致的指令说明要做什么，并且有足够的时间去做，则操作员对警报的响应(OPR)可被视为一种保护。

为了最大限度地降低这些情况下的风险，操作人员必须充分理解和了解公司范围内的安全政策、战略和举措，以及适当的警报和系统培训。训练有素的操作人员是维护BPCS和SIS自动化安全功能完整性的关键。如果BPCS或SIS发出警告信号而被忽略，或者操作人员没有经过适当的培训来识别其警告信号，那么就违背了具有系统保护措施的目的。

操作员、报警器和HMIs

适当的报警管理系统和培训对于确保操作人员准确应对事件至关重要。不当的警报管理导致计划外停机，每年造成数十亿美元的生产损失，并有可能发生重大工业事故。

警报系统会告诉操作员BPCS无法自动充分处理的中断(见图2)。然后需要操作员的响应来修复或减轻问题。每个警报都是预先定义的，并有相关的操作员响应，并且操作员需要知道适当的操作。

对于运营商来说，一个常见的问题是在设备出现故障时发出太多警报，即“警报泛滥”。警报泛滥、抖音或活动警报数量过多会降低OPR警报获得所需关注的机会。警报响应程序应该清晰且易于访问——最好是在人机界面(HMI)中——以便操作人员能够快速有效地做出响应。

当今的高性能HMI (HP-HMI)图形可以帮助操作员使用颜色或形状一致的灰度屏幕识别告警。然而，操作人员仍然应该接受有关关键报警元件和其他管道和仪表图(P&ID)符号的培训，并能够识别和应对异常情况。他们还应该清楚地了解设施的系统和流程正在发生什么。

出于法规遵从的目的，ISA-18.2标准要求机构进行审计，并创建一个全面的评估，定义警报的严重程度和紧急程度的评级标准。评估评估警报系统的性能和用于管理警报系统的工作实践。定期审查OPR警报的触发频率，以及相关操作人员响应的时间和准确性，可以发现常规监测中不明显的差距，并允许人员确定必要的改进。

有了警报理念(即基本上是一套指南)，各机构就可以按照一套标准来设计、开发、实施、修改、管理和持续改进和维护警报。还可以开发警报响应程序，并在HMI中嵌入每个警报的特定信息，以帮助操作员快速响应并安全地缓解异常情况。

使用警报作为过程控制安全风险的保障措施增加了其重要性，并为执行适当的警报管理增加了另一个重要性维度。警报管理应该是设施持续改进计划的一部分，并纳入任何设备更新或遗留系统迁移项目。正确的警报管理比以往任何时候都更加重要。

无缝的自动化

为了确保设施和周围社区的所有人的安全，最好从整体的角度看待更大的自动化图景，并对现有的系统和流程进行分析。该过程是一项艰巨的任务，可能需要第三方自动化解决方案提供商的帮助，他们可以将流程和自动化知识与前期SIS分析和改进结合起来，以及警报管理专业知识。当操作人员需要接受培训，了解更大的安全图景和可容忍的风险水平时，外部帮助也派上了用场。

自动化系统和人员可以在企业安全文化的指导下一起工作，这种文化强调零风险容忍度和对工程原则的正确理解，例如使用适当的报警管理策略和系统、监管程序和行业最佳实践。当所有这些都结合起来时，公司可以控制已识别的安全风险和危害，并实现有效的过程控制。