工艺指标报警信息管理系统的方案研究

冯玉晓

[摘    要] 随着移动互联网和智能工厂的快速推进与发展，某公司对各生产装置工艺指标报警、机组监测报警的实时性、准确性、预判性和多维展示性的要求越来越高。为了提高装置平稳运行水平和监控效率，按照务实推进信息化工作的要求，开展了工艺指标报警信息管理工作的研究，充分对接了MES系统深化应用需求，形成了工艺指标报警信息管理系统的方案。

[关键词] 报警;移动APP;机组监测

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 15. 026

[中图分类号] TP311    [文献标识码]  A      [文章编号]  1673 - 0194（2019）15- 0057- 03

0      引    言

报警是及时发现生产过程中异常情况的直接手段，科学、高效、准确的智能报警管理对保障生产过程的“安、稳、长、满、优”至关重要，也是进一步进行优化、控制和故障诊断的基础。加强生产过程管理已成为企业日常管理的一项重点内容。针对当前现状，该公司组织技术人员完成了工艺指标报警信息管理系统的开发。

1      项目的必要性和意义

石油化工行业是流程行业，其特点是生產装置多、工艺复杂、流程长，而且具有很高的危险性，因此生产装置的稳定运行是保障安全生产、效益稳定增加的重要因素。对装置的工艺指标进行报警监控，使装置运行状态保持良好的水平，发现问题及时解决，从而提高了装置的运行效率，确保装置在安全、稳定、长周期、满负荷、优质状态下运转。

现阶段炼化企业各生产装置的报警在DCS工程师站、操作站没能很好地分类、分级。导致报警信息只是简单地罗列和显示。这些常驻的、重复的报警信息会导致操作员对个别报警信息处理不及时，无法筛选、甄别重要的报警信息，甚至会曲解、忽略报警信息，进而导致报警监控系统缺乏实时性、可靠性，造成装置波动，或出现非计划停工现象，报警形同虚设。因此，建设一套行之有效的报警管理系统已迫在眉睫。

2      行业现状和发展趋势

国家安全生产监督总局下发的行业标准AQ/T 3034-2010《化工企业工艺安全管理实施导则》明文规定：化工生产装置“要有有效的报警系统”。要细化报警信息的收集整理工作，分装置、分类别、分等级;要完善报警信息处理工作的流程，有触发、有处理、有记录;要加强报警信息的监管，从车间到处室，从操作员到主管领导;要适时调整报警信息的配置，根据生产实际，要有调整、有更新，及时从根本上消除无效报警、不合理报警，突出显示重要报警信息。要让每一条报警信息都有它的实际价值，要让每一个报警处理工作都解决实际问题，提高工作效率，提高安全意识，杜绝安全隐患。

随着MES系统的应用，该公司虽然实现了对装置工艺指标及重要机组运行状态的监控，但在具体的工作中仍存在许多不足。以往，装置工艺指标及机组运行状态通过操作平稳率、人工监控等方式监测，不可避免地出现装置运行情况迟判和控制范围粗放等情况。

为了解决这个难题，该公司另辟蹊径，建立一套公司各生产装置工艺指标、机组监测报警管理系统，对影响装置、重点设备平稳运行的关键指标进行监控，分类整理、分级对待，避免重复筛选、耗时耗力，剔除常驻报警及重复报警，通过短信平台对没有及时处理的报警信息，按业务管理级别进行逐级推送，同时实现APP移动接收信息、查询操作，直至报警信息得到处理，督促岗位人员及时处理生产波动信息，优化报警管理工作流程，警惕麻痹思想，消除熟视无睹的现象，规范操作，指导生产，识别操作过程中潜在的危害，加强报警变更管理，从而有效提高装置运行平稳率，整体推进信息化技术应用，有效支撑炼化企业业务高质量发展。

生产管理人员可以通过系统实时了解各装置工艺报警及机组监测报警情况，根据报警信息的重要程度分别通过WEB、移动端、短信形式通知到相应人员;生产管理部门可以通过优化报警上、下限，合理控制生产波动范围，为提高装置生产的平稳率提供技术手段。

实现对重要工艺指标实时数据监控，一旦出现故障前兆信息，系统自动调用设定好的应急预案，有效地利用移动短信等通讯技术发送到相关应急专家人员手中，应急技术专家迅速果断地做出有效反应，及时控制突发事件，避免事故的发生或最大限度地减少事故损失。

3      项目目标

通过与MES系统的融合，实现各生产装置工艺报警、机组监测报警的实时性、准确性、预判性和展示方式多维性，改善报警泛滥现状，减少常驻报警、重复报警，根据报警等级，划分类别，分级对待，实时发送A级报警，定时发送B级报警，加强生产过程管理与考核，消除管理盲区，实现装置平稳运行。

完成各生产装置工艺指标报警、机组监测报警参数配置，开发移动APP及短信推送功能，突破传统的电脑办公的局限，实现指尖上办公，提高报警管理工作效率。

4      主要内容及关键技术系统功能构架如图1所示。

4.1   主要内容

在其石化公司建立各生产装置工艺指标报警、机组监测报警管理系统，实现对报警信息的统一管理，实时展示报警信息，提前预判工艺指标的变化。通过Web、移动APP和短信平台等多种方式与用户进行交互，实现报警信息展示方式的多样性与通知的及时性，提高用户的响应速度，有效增强管理人员对生产指挥的及时性。

4.1.1   基础功能

（1）建立基于MES系统的生产数据取数服务;（2）建立装置工艺指标报警、机组监测报警逻辑;（3）页面导出功能;（4）移动APP、短信发送等服务。

4.1.2   业务功能

（1）各装置超标报警、机组监测报警汇总及其穿透页面，穿透底层显示每一次报警的具体信息，并提供报警点前后1小时趋势图;（2）预判报警、跳车报警及其穿透页面，并在跳车报警弹窗界面提供应急预案链接;（3）完善报警点信息，报警信息通过移动端及短信分级上报，报警原因实时分析，并形成逐级考核制度;（4）基于大量运行的历史报警，为报警上下限设置提供优化改进的建议;（5）报警参数管理，提供装置工艺报警、机组监测报警指标的新增、修改、批量导入、查看趋势等功能。

4.2   关键技术

工艺指标报警信息管理系统主要作用是对装置上的比较重要的装置工艺报警、机组监测报警指标进行监控，以保证各项指标在可控范围内，保证装置平稳运行。以一个月或一个平稳运行周期的历史数据为样本范围，计算该组数据的数学期望E（X），方差D（X）及标准差■。E（X）为该组数据的平均值，■一般可认为是该组数据以数学期望E（X）为基准的上下浮动范围。超出E（X）±■范围的数据即可以认为是波动较大的数据，可以作为报警上下限优化的考量依据。一旦某些重要指标超出设定的范围之外，则系统会弹出提示框，显示指标详细信息。

实现装置工艺指标报警、机组监测报警指标分组监控。根据管理实际需要，实现公用工程、大机组、环保等工艺指标的专项报警管理，根据不同需求将各个指标分成为不同群组，每个群组又互不干涉，避免大量数据的重叠再筛选，提高工作效率。 实现指标分级监控，实时发送A级报警，定时发送B级报警。

预判报警是在事件未发生之前给操作员提供的警告提示信息。预判报警的主要判断依据是数据的变化率，它根据目前的变化速率，来推断到达危险值的时间，起到预先提示的作用。通过对监控点计算当前值的变化率，跟预期的变化率进行比较，如果当前变化率超过了预期变化率，则向操作员发出警告。

移動端功能开发，随身携带的工作平台、信息获取平台，实现手机与应用系统进行通讯，高效便捷地处理业务。

5      预期效果和效益

5.1   经济效益

帮助企业提高企业工作效率;

帮助企业提高装置运行平稳率，提高产品收率;

帮助企业节能降耗。

5.2   社会效益

工艺指标报警信息管理系统将成为生产和管理人员日常工作中不可或缺的重要工具，对提高企业对装置工艺报警、机组监测报警指标的监控效率，实现装置的平稳运行将发挥显著作用。移动APP、短信推送功能实现随时随地、“掌上查询”，实时查看报警信息和各项指标运行趋势，提高了生产数据的监控效率和装置运行情况的预判能力，给管理者提供更多获取信息渠道的同时，消除管理盲区。

主要参考文献

[1]杨帆，萧德云.智能报警管理若干研究问题[J].计算机与应用化学，2011（12）.

[2]陆宁，刘成.安全操作管理ASOM系统在企业中的应用[J].计算机安全，2011（2）.