工業報警管理現狀
分布式DCS系統和分布式SCADA系統在工控領域大范圍應用,有效解決了工業企業自動化系統信息孤島的問題,但在報警管理上卻暴露出很多問題。
1.1 報警管理架構缺陷
分布式系統中,往往因歷史原因安裝了不同廠家、不同型號的DCS、PLC、SCADA/HMI和其他設備,各自具備報警模塊,但當不同產品部署于同一系統中時,報警功能存在以下問題:
>> 無統一管理平臺,信息分散
>> 報警模型不一致
>> 通信方式不一致
>> 人機界面無法統一集中
>> 報警多次配置、多次觸發
>> 報警參數不能全系統同步
>> 報警信息傳遞不暢
整個系統在報警管理上是割裂的,形成新的信息孤島,容易因為忽略重要報警而造成生產事故,也難以對報警信息進行統計分析以優化生產系統。
1.2 報警管理功能缺失
>> 缺少報警原因、處理規程、不處理或處理不當的后果、對歷史報警的評論等報警管理相關信息,降低了處理效率,提高了操作人員的培訓成本。
>> 缺少報警參數修改記錄,無法追溯修改內容、修改時間、修改原因和修改人員,容易造成危險,且無法追溯責任。
>> 缺少報警狀態維護功能,易造成報警洪水,無法適應設備維護、多工況等情況,容易忘記報警狀態改變而引發危險。
>> 缺少針對報警系統重點性能指標的考核,難以對報警系統進行評價和改善。
>> 缺少操作人員關鍵績效指標的統計,難以對報警人員的工作進行評價。
>> 缺少報警的統計分析功能,無法適應兩化融合對報警管理提出的各類信息化需求。
>> 缺少預警功能,只能進行事后分析,無法進行事前預判。
1.3 無效報警淹沒重要報警
根據過去二十年里重大事故原因調查分析,報警泛濫、操作人員負荷大且對異常工況的準確把握有限等問題位列事故原因之首:
>> 1979年,在美國賓士法尼亞州發生的三哩島核電站的部分堆芯熔毀事故,是由于報警蜂起,核泄漏的警報并未引起操作人員的注意引起的。
>> 1994年7月24日,英國米爾福德港德士古煉油廠裝置爆炸起火,26人死亡。爆炸前1小時,超過275條報警產生。
>> 2005年3月23日,BP德克薩斯州煉油廠發生爆炸,15人死亡,170人受傷。爆炸前產生超過130條報警。
如何消除大量無效和低效報警,防止嚴重報警被忽視,成為當前報警管理的一大難題。
1.4 高級報警功能的缺失
隨著SCADA系統的大型化和復雜化,對高級報警的需求越來越多:
>> 基于計算的報警
>> 基于統計的報警
>> 基于復雜邏輯的報警
>> 自適應報警
工業報警管理國際標準ISA-18.2
ISA-18.2是流程行業報警管理系統國際標準,也可適用于離散行業,2003年開始制定,于2009年發布,涵蓋報警系統整個生命周期的管理內容,在國際范圍內被廣泛實踐。
ISA-18.2是一套科學的報警方法論,其核心是通過對報警系統的事前設計和事后分析修正,減少無效報警,提高報警效果,定位系統問題,達到提高系統安全性的目的。
目前,國際知名自動化廠商產品的報警功能均已經逐步符合ISA-18.2的規范,如Honeywell、Rockwell、Siemens等。
工業報警管理解決方案
為了解決工業報警管理所面臨的諸多問題,力控自主開發了向工業企業分布式DCS系統和SCADA系統的報警管理解決方案--力控工業智能報警管理平臺FAlarm。
1.5 異構系統報警的統一管理
該平臺實現了異構系統下對報警信息的統一管理:
>> 該平臺統一了報警模型,除了可以采集力控各種產品的報警信息外,還可采集第三方不同廠家、不同型號的DCS、PLC、SCADA/HMI等產品的報警信息,如yokogawa Centum系列DCS、Siemens S7 300/400系列PLC、GE的iFix、Wonderware的InTouch等。
>> 該平臺采用統一的通信中間件,保證了整個系統內實時報警、歷史報警、報警參數修改和報警處理信息的即時同步。
>> 該平臺統一了報警存儲、人機界面和配置管理,使整個系統的報警信息可以進行統一的顯示、處理、配置和統計分析。
>> 該平臺部署方式靈活,既可以單機部署,也可以分布式部署,支持多層級部署,以適應各種部署架構的分布式DCS系統和SCADA系統。
>> 跨平臺設計,其服務功能可以部署在Windows、Linux和Unix系統上,其可視化客戶端則可以通過不同操作系統的PC、手機或平板電腦進行瀏覽。
1.6 提供豐富的報警管理功能
1.6.1 完備的報警處理功能
該平臺提供完備的報警處理功能,可以協助操作人員或調度人員進行報警處理:
>> 記錄報警原因
>> 提供處理規程
>> 提示不處理或處理不當的后果
>> 記錄處理結果
>> 對報警進行評論
這些信息可以幫助操作人員或調度人員提高報警處理的效率,而且有利于新員工的學習,大大降低了培訓成本。
1.6.2 完善的報警維護和參數管理功能
該平臺提供完善的報警維護功能,包括對報警的短期擱置、根據條件進行報警抑制、對報警進行關閉和重啟、多工況報警條件設置等,且系統對維護行為進行詳細記錄,可追溯維護歷史。通過報警維護功能,不僅可以有效減少干擾報警的數量,還能適應多工況情況下的報警參數切換,支持設備維修、更換等情況下報警狀態的切換等,提高了管理的便捷性。
該平臺還提供報警參數管理功能,對報警參數的修改進行記錄,記錄修改時間、修改內容、修改人員和修改原因等,并可進行歷史查詢和追溯,有利于報警管理和追責。
1.6.3 豐富的報警統計和KPI管理功能
該平臺提供豐富的報警統計功能,提供種類豐富的圖表、報表和報告。通過對報警信息的統計分析,可以定位生產過程中存在的問題,實現提高生產效率的目標。
該平臺可以對報警歷史進行統計,并與事先建立的各項報警系統指標進行比較,對不合格指標進行分析定位,改進報警系統本身,從而實現優化報警系統,提高報警效率的目標。
該平臺可以為報警處理人員建立績效KPI指標,對報警處理人員的工作進行統計考核,以提高對報警處理人員的管理水平。
1.7 消除無效報警,突出嚴重報警
該平臺可以大幅度消除無效報警,突出嚴重報警,使操作人員和調度人員聚焦于真正嚴重的問題上,不被無效報警所干擾,從而消除無效報警的干擾,減少生產事故和人員傷亡,提高生產效率。
該平臺提供首因報警機制,可以識別報警和報警之間的因果關系,對于因同一原因產生的多個報警,可以判斷其第一原因報警,即首因報警,從而抑制其他衍生報警,提高報警原因定位速度,降低事故風險。
1.8 提供高級報警和預警
1.8.1 提供各類高級報警,滿足高級需求
該平臺提供高級報警功能,以滿足高級需求:
>> 基于計算的報警
>> 基于統計的報警
>> 基于復雜邏輯的報警
>> 參數自適應報警
1.8.2 提供預警功能,將事后分析變為事前預防
該平臺提供預警功能,結合各個行業的需求建立預警模型,從而將事后分析變為事前預防,有效降低生產事故的風險,將風險扼殺在萌芽狀態。
1.8.3 提供報警發布功能,隨時隨地關注現場情況
該平臺可及時向手機、平板電腦、郵箱等及時發布重要的報警信息,從而實現隨時隨地關注現場情況的目的,防止遺漏嚴重報警。
1.9 符合國際標準ISA-18.2和EEMUA-191
該平臺嚴格符合國際報警標準ISA-18.2和EEMUA-191,可以為企業提供涵蓋報警系統整個生命周期的完整服務。
1.10 平臺架構
>> 報警采集:統一的報警采集接口,支持力控所有產品,也支持第三方報警源產品。
>> 報警存儲:統一存儲,支持主流關系型數據庫。
>> 報警處理:報警實時處理功能。
>> 報警統計:對歷史報警信息進行統計,為分析和預警提供數據。
>> 報警維護:提供報警掛起、抑制和關閉等維護功能,提供報警參數修改維護功能。
>> 報警顯示:提供形式豐富的報警顯示功能,并具備各種條件過濾。
>> 報警發布:通過手機短信、郵件等,及時向相關人員發布報警信息。
>> 高級報警:提供各類高級報警功能,包括基于計算的報警、基于邏輯的報警、自適應報警等。
>> 對外接口:對外提供豐富的二次開發接口,可以與大多數信息化系統進行集成。
>> 報警同步:可以多層級部署,支持各層級之間報警信息的同步。
>> 系統維護:提供數據導入導出和定期清除等系統維護功能。
>> 系統日志:提供詳細的系統日志,隨時監控系統運行狀態。
>> 用戶權限:提供用戶和權限管理功能,保證系統的安全性。
>> 后臺管理:提供靈活的后臺管理功能,可根據用戶需求定制功能和界面。
工業報警管理部署架構
1.11 在分布式DCS系統中的應用
1.12 在分布式SCADA系統中的應用
1.13 多層級部署應用