按ANSI / ISA-18.2标准实施警报管理

在过程工业中，警报系统用于通知操作人员和其他工厂人员异常的过程条件或设备故障。报警系统帮助操作人员在正常和异常情况下安全地操作过程，报警系统需要正确设计，以提供最佳的机会，安全和高效的操作。

在广泛采用分布式控制系统(dcs)和其他基于pc的人机界面(HMIs)之前，流程工厂操作的视觉和听觉指示通常由面板提供，但由于空间限制，警报的数量受到限制。此外，报警点的选择必须小心谨慎，因为这些点是硬连线的，更改成本很高。

但是通过现代自动化系统，报警的数量几乎是无限的，因为简单地通过重新配置软件制作了添加和更改。这种易用性提供了改善报警系统的机会，但也可以使警报管理更具挑战性。

特别是，对于每一个可能的偏差都会发出警报，即使这些偏差并没有造成需要立即注意的问题。在发生严重事件时，这种做法可以同时产生大量的警报，通常称为警报泛洪。当这种情况发生时，操作人员可能无法确定并对重要警报采取行动，导致事件的严重程度升级。

在最坏的情况下，警报洪水可能会导致对植物人员造成严重的环境损害，生产损失，伤害甚至死亡。正确管理警报系统对于处理警报洪水和其他相关问题至关重要。

由于Douglas H. Rothenberg的书籍“报警管理”书籍“报警管理”书籍“报警管理”书籍“报警管理”书籍，以及各种文献和出版物，差的报警管理可能导致过程工厂的严重后果。

例如，糟糕的警报管理导致了一次事故，造成了8000万美元的损失，26人受伤。另一起加工厂事件造成15人死亡，170人受伤，并造成重大经济损失。为了避免这些类型的事件，适当的警报管理是必要的。

为了提高报警管理，国际自动化协会（ISA）发布标准ANSI / ISA-18.2-2009，“管理工业报警系统管理。”在发布本标准时，ISA考虑了其他现有文件，包括工程设备和材料用户协会（EEMUA）标准191“报警系统：设计，管理和采购指南。”国际电工委员会（IEC）正在使用ISA-18.2作为国际报警管理标准IEC-62682的基础。

本文概述了ISA18.2，并展示了如何使用它来改进工艺装置中新的和现有的报警系统。

角色的警报

ISA-18.2将警报定义为“向操作人员指示设备故障、工艺偏差或需要响应的异常情况的一种声音和/或可见手段。”这意味着警报不仅仅是一条消息或一个事件，因为它指示了要求操作员快速采取行动的条件。

理想情况下，每个警报将向操作员提供相关信息，如优先级、可能的根本原因和建议的响应程序。操作员可以迅速有效地对警报作出反应。限制警报、确定警报的优先级以及为警报提供必要的相关信息可以减少操作员延迟对警报的响应，甚至忽略警报的机会。

什么是警报管理？

告警管理是正确实施文件、设计、使用和维护程序，以构建一个有效的告警系统。ISA18.2定义了创建有效的警报管理系统所需的过程和程序。图1为ISA18.2告警管理生命周期模型。该模型可应用于新的或现有的报警系统。

如图2所示，各阶段的活动在逻辑上是相互关联的，所有活动的正确完成将导致一个设计合理、运行有效的报警管理系统。生命周期模型还包括对系统进行持续维护的阶段，这对维持有效运行至关重要。

生命周期模型中的10个阶段可以大致分为4个一般任务。为了完成这些任务，一个工艺工厂必须创建一个跨职能团队，包括所有相关的工厂职能领域，包括但不限于，管理、工程、安全、运营和维护。

任务1:优化系统设计

这个任务包括生命周期模型阶段A到E:哲学、识别、合理化、详细设计和实现。当正确执行时，该任务支持一个警报系统的设计，以防止警报泛洪和其他不希望发生的警报系统事件。它还为操作人员提供发生告警时采取适当行动所需的信息。

这项任务中的一项重要活动是指定当前骚扰警报的原因，并消除这些警报，或至少大大减少它们的频率。这是一个必要的步骤，以减少警报洪水。在许多情况下，警报可以被重新分类为事件，由自动化系统记录以备以后检查，而不是需要操作员立即注意的项目。

一旦警报总数被尽可能地减少，下一步就是对剩余的警报进行优先排序。优先排序可能非常复杂，因为它需要工厂人员识别可能的异常操作条件，列出可能发生的每种条件的警报，然后对这些警报进行优先排序。在减少告警并确定其优先级后，就可以为每个告警创建推荐的操作员操作。

执行生命周期模型阶段A到E中列出的这些步骤和其他步骤将导致创建一个有效的报警系统。

任务2：对运营商的高级支持

这个任务包括生命周期模型阶段F和G:操作和维护。实现这一任务的一个有效工具是在自动化系统中创建警报摘要窗口(见图3)。现代自动化系统将包括在流程及其警报中创建这些窗口所需的功能。

警报摘要窗口通常显示当前活动警报的列表。使用大多数自动化系统，告警摘要窗口将提供排序，过滤器，搁架等功能，以帮助改进对运营商的信息显示。这些功能可用于防止运算符忽略更高优先级警报。

每个警报都需要操作员的某种类型的响应。高级警报汇总窗口显示了操作员应对特定警报应执行的动作顺序(见图4)。显示这些动作的一种有效方法是流程图，它可以用来指导操作员通过响应顺序。

流程图是一种非常有效的工具，因为它可以包含if/then指令，指导操作人员根据流程如何响应操作人员的操作和其他条件采取不同的行动。

任务3:绩效评估

这个任务类似于生命周期模型的阶段H，监视和评估。本任务的目的是评估现有告警系统的性能。在ISA18.2中，建议将关键绩效指标(kpi)作为执行本阶段活动的有用工具。

示例KPI将是操作的固定时间内的警报数。如图5所示，ISA 18.2列出了各种时间段的可能是可接受的和最大可管理的警报数量。

该报警系统将提供一系列数据，可用于评估性能，包括但不限于报警频率、操作员响应时间和具体操作动作。这些数据可用于改进报警系统，并提供更有效的操作人员培训。

从几个角度评估报警系统数据通常是有用的。例如，每个区域的告警数量和每小时的告警数量都是重要的数据点，可以单独评估，也可以一起评估。通过使用这些类型的数据，可以指定操作符错误频繁发生的条件，这些结果可以用来提高操作符的响应。

现代自动化系统提供了创建报告的工具，这些报告对于评估警报系统性能特别有用(参见图6)。现代自动化系统可以配置为收集大量有关警报系统性能的数据。这些数据可以以各种格式呈现给工厂人员，从简单的kpi到图表和图表。利用这些信息，可以评估和提高告警系统的性能。

任务4：持续改进

这个任务包括生命周期模型阶段I和J，变更和审计的管理。通过对通常包含在警报主数据库中的大量警报相关数据进行统一管理，可以支持警报系统的持续改进。

例如，可以将报警系统设计参数与存储在数据库中的实际警报系统性能数据进行比较。当设计参数和实际数据之间存在显着的差异时，可以建议纠正措施。然后可以根据需要使用全面的变更管理程序审查和实施建议的纠正措施。

告警管理入口点

对于大多数警报系统，创建警报管理系统有三个典型的入口或起点。参考ISA 18.2生命周期模型，这些点是:a)哲学，h)监视和评估，或者j)审计。

对于新的工艺工厂，哲学是首选的切入点。对于现有的工厂，监督和评估或审核是首选。对于上面列出的四个任务，任务1是新工艺工厂的首选入口点，任务4是现有工厂的首选入口点。

对于现有的电站，现有的报警系统的性能是用最近的电站运行数据来评估的。然后在评估的基础上采取行动。这一行动方针允许有效的现有做法和程序继续存在，同时确定需要改进的领域。

对于新工厂，建议以任务1开始遵循生命周期模型。这将确保采取所有必要步骤来实施有效的报警管理系统。

适当的警报管理对于实现安全和安全的过程工厂操作是必不可少的。介绍了ISA18.2标准化的报警管理方法，并在本文中解释，然后汇总为四项一般任务。以下方法将导致最佳警报管理系统，防止轻微报警和扰动升级为严重事件。

Marcus Tennant是横河公司的主要系统架构师。

关键概念：

• 如果核电站的警报系统设计不佳，操作员的反应就会混乱，从而导致多种危险情况的发生。
• 可用标准提供了一种系统的分析和设计的系统方法。
• 通过适当的设计，报警系统可以提供有用的工厂性能数据并指导改进。

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