ＤＣＳ報(bào)警在生產(chǎn)中的應(yīng)用

1 引言

報(bào)警是DCS系統(tǒng)本身或生產(chǎn)工況發(fā)生異常時(shí)對操作工進(jìn)行第一時(shí)間提醒的重要工具，但有時(shí)報(bào)警太多會(huì)有礙操作員正常操作，太少又不利于操作工及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)問題，所以我們有必要了解好、使用好和管理好系統(tǒng)的報(bào)警資源，讓報(bào)警為生產(chǎn)發(fā)揮最大的效用。

不同廠家的DCS在報(bào)警系統(tǒng)的功能上各有特色，但基本功能大致相同，本文就橫河DCS系統(tǒng)對報(bào)警的應(yīng)用、設(shè)置、隔離、屏蔽、查詢等幾個(gè)方面加以闡述。

2 DCS報(bào)警的分類及調(diào)用

報(bào)警大體分為系統(tǒng)報(bào)警和過程報(bào)警，系統(tǒng)報(bào)警是指當(dāng)DCS系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)的報(bào)警，它可對整個(gè)DCS系統(tǒng)包括操作站，控制站，網(wǎng)絡(luò)，輸出設(shè)備等等進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。過程報(bào)警指按照工藝指標(biāo)對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的異常發(fā)出的報(bào)警。當(dāng)前產(chǎn)生的報(bào)警會(huì)出現(xiàn)在操作站屏幕上方的信息區(qū)域，之前的報(bào)警可以在操作站上調(diào)用過程報(bào)警畫面和系統(tǒng)報(bào)警畫面，其報(bào)警內(nèi)容是按照時(shí)間順序顯示過去最新的200條報(bào)警。如果還需查尋更早的報(bào)警，可以進(jìn)入到歷史記錄畫面，在歷史記錄里可以按站點(diǎn)，按位號(hào)，按報(bào)警發(fā)生時(shí)段有選擇性地進(jìn)行報(bào)警顯示，在歷史記錄里可以記錄最多20000條報(bào)警信息。

3 DCS報(bào)警級(jí)別

系統(tǒng)為每個(gè)控制點(diǎn)提供五個(gè)報(bào)警級(jí)別的設(shè)置，組態(tài)人員可以依據(jù)控制點(diǎn)的重要程度，進(jìn)行針對性的選擇，其五個(gè)報(bào)警級(jí)別分別是：（1）緊急報(bào)警；（2）高級(jí)別報(bào)警；（3）低級(jí)別報(bào)警；（4）日志級(jí)報(bào)警；（5）參考級(jí)報(bào)警。

而每個(gè)級(jí)別的報(bào)警又可以進(jìn)行預(yù)定義，分別設(shè)置是否需在操作站CRT上顯示，是否需打印輸出，是否需保存到歷史文件，是否需二次報(bào)警以及可以設(shè)置報(bào)警恢復(fù)和確認(rèn)后控制點(diǎn)的閃爍及色變方式。工作人員利用這靈活實(shí)用的報(bào)警級(jí)別設(shè)置就可以很方便地為每個(gè)控制點(diǎn)量身定做出不同報(bào)警處理的報(bào)警。

4 DCS報(bào)警的應(yīng)用

報(bào)警類型很多，看似簡單，但要做到活學(xué)活用就需對其進(jìn)行全面深入的了解，現(xiàn)例舉幾個(gè)常用類型的報(bào)警進(jìn)行闡述：

4.1 報(bào)警器

對于開關(guān)量信號(hào)，比方說現(xiàn)場的液位開關(guān)信號(hào)，泵啟動(dòng)信號(hào)，聯(lián)鎖發(fā)生后的警示信號(hào)等等，因?yàn)檫@類信號(hào)不像模擬量信號(hào)可以通過各類報(bào)警限設(shè)置報(bào)警，如果需要將這些信號(hào)作為報(bào)警信號(hào)可以將其組態(tài)成報(bào)警器，在需要時(shí)用程序進(jìn)行激活顯示在操作站的CRT上。報(bào)警器是需預(yù)定義的，依據(jù)開關(guān)量的性質(zhì)和內(nèi)容編輯出相應(yīng)的報(bào)警提醒文本。

4.2 偏差報(bào)警

偏差報(bào)警指當(dāng)調(diào)節(jié)回路的測量值（PV）偏離設(shè)定值（SV）超過偏差設(shè)定限（DL）時(shí)，即發(fā)生報(bào)警，偏差設(shè)定限（DL）可以在操作站上設(shè)定。DV+為正偏差報(bào)警，DV-為負(fù)偏差報(bào)警。

使用舉例：樹脂塔再生程序的洗滌I，反洗，HCl再生，洗滌II，NaOH再生，洗滌III等再生步中都需用到無離子水，其對無離子水流量FICA-1161的大小及波動(dòng)范圍都有一定苛求，這允許的波動(dòng)范圍就可用偏差限（DL）來限定。同時(shí)樹脂塔再生程序中包含一個(gè)無離子水流量檢測中斷程序，在上面的再生步中都實(shí)時(shí)檢測無離子水流量FICA-1161的偏差報(bào)警，一旦流量PV值偏差SV值(DL=2M3/H）時(shí)即暫停當(dāng)步運(yùn)行計(jì)時(shí)器，并在偏差報(bào)警恢復(fù)后，重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，以保證每個(gè)再生步驟都能優(yōu)質(zhì)完成。

4.3 速率報(bào)警

速率報(bào)警指在單位時(shí)間過程值（PV）的變化值(⊿PV)超過速率設(shè)定限（VL）值時(shí)，即發(fā)生報(bào)警，速率設(shè)定限（VL）可以在操作站上設(shè)定。VEL+為上升速率超限報(bào)警，VEL-為下降速率超限報(bào)警。

最典型應(yīng)用在電解槽電流IIZA-1230的檢測上，IIZA-1230如果出現(xiàn)異常變化不僅影響生產(chǎn)的穩(wěn)定控制而且對電解槽的離子膜也有很大傷害。但因?yàn)殡娏髦凳歉鶕?jù)生產(chǎn)要求而定的，其沒有一個(gè)固定工作值，因此對其設(shè)定高低限報(bào)警值就意義不大；又因?yàn)槠錇闄z測回路不存在SV值，因此也不可能設(shè)置偏差報(bào)警進(jìn)行警示。于是我們利用速率報(bào)警可以很方便地診斷出電解槽電流是否有異常變化。

4.4 反饋不正常報(bào)警

對于類似程控閥、電機(jī)等同時(shí)具有開關(guān)量輸出信號(hào)和反饋信號(hào)的設(shè)備，可以在軟件上定義為一個(gè)SIO表，這樣當(dāng)開關(guān)或開停現(xiàn)場設(shè)備時(shí)如果現(xiàn)場設(shè)備無相應(yīng)的信號(hào)返回，DCS系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)反饋不正常報(bào)警，操作工便可以及時(shí)通知儀表或電氣人員檢查DCS至現(xiàn)場設(shè)備之間的回路哪里出現(xiàn)異常。反饋不正常報(bào)警有兩種：

(I) ANS+報(bào)警：指DCS已輸出開（閥門）或者啟動(dòng)（電機(jī)）信號(hào)，但現(xiàn)場(閥門)開或者（電機(jī)）運(yùn)行的反饋信號(hào)尚未傳回。(II) ANS-報(bào)警：指DCS已輸出關(guān)（閥門）或者停止（電機(jī)）信號(hào)，但現(xiàn)場(閥門)關(guān)或者（電機(jī)）停止的反饋信號(hào)尚未傳回。

現(xiàn)以程控閥為例（以閥門反饋開關(guān)的觸點(diǎn)閉合表示閥門閉合到位）闡述如何依據(jù)反饋不正常報(bào)警排查回路中的故障。

(I) 輸入回路的檢查：

a. 檢查閥門閥位，出現(xiàn)ANS+報(bào)警，檢查閥門是否全開，出現(xiàn)ANS-報(bào)警，檢查閥門是否全關(guān)。

b. 檢查反饋開關(guān)，出現(xiàn)ANS+報(bào)警，檢查閥門反饋開關(guān)是否有受潮短路情況，反饋開關(guān)是否有卡住不能彈出情況；出現(xiàn)ANS-報(bào)警，檢查閥門反饋開關(guān)是否有接線端脫落情況，反饋開關(guān)是否有閉合不到位情況。

c. 檢查電纜線路，出現(xiàn)ANS+報(bào)警，檢查電纜線路是否有受潮短路、短接情況；出現(xiàn)ANS-報(bào)警，檢查電纜線路是否有斷路情況。

d. 檢查卡件，檢查卡件是否能正常接收開關(guān)量輸入信號(hào)。

(II) 輸出回路的檢查：

a. 出現(xiàn)ANS+報(bào)警，按順序檢查卡件、繼電器、輸出回路各接線端子處是否有24V輸出，出現(xiàn)ANS-報(bào)警反之，如有異常即為該部件有故障。

b. 檢查程控閥的電磁閥，出現(xiàn)ANS+報(bào)警，檢查電磁閥是否有24V供電；出現(xiàn)ANS-報(bào)警，檢查電磁閥24V供電是否斷掉；檢查電磁閥是否能在正常供電的情況下通斷正常。

c. 檢查氣源，氣源壓力低會(huì)造成閥門開關(guān)不到位。

d. 檢查程控閥本身是否有卡住等故障現(xiàn)象。

4.5 開路報(bào)警

當(dāng)模擬信號(hào)回路出現(xiàn)短路或者斷路，DCS系統(tǒng)會(huì)提示開路報(bào)警，共有如下四種開路信號(hào)：

(I) IOP報(bào)警，對電流/電壓輸入信號(hào)為輸入短路提示，對熱電阻信號(hào)為輸入開路提示。

(II) IOP-報(bào)警，對電流/電壓輸入信號(hào)為輸入開路提示，對熱電阻信號(hào)為輸入短路提示。

(III) OOP報(bào)警，為輸出短路提示。

(IV) OOP-報(bào)警，為輸出開路提示。

一般儀表人員看到短路報(bào)警提示可以檢查現(xiàn)場表頭是否出現(xiàn)受潮短路情況，看到斷路提示可以檢查電纜線路各接線端子和現(xiàn)場表頭接線是否出現(xiàn)脫落斷開現(xiàn)象以及表頭本身是否有故障而無信號(hào)輸出。

5 報(bào)警隔離

在工藝生產(chǎn)中，DCS操作和監(jiān)控是按照裝置進(jìn)行劃分的，操作工只允許操作本裝置甚至是本工段的設(shè)備，同時(shí)也只需接收本裝置甚至是本工段的報(bào)警信息，因此這就需要在DCS系統(tǒng)中用軟件按裝置對操作及報(bào)警進(jìn)行隔離。在實(shí)際組態(tài)中利用系統(tǒng)提供的操作分組功能，將操作站按裝置進(jìn)行分組，從而成功屏蔽了來自其他裝置的報(bào)警信息干擾，同時(shí)阻止了其他裝置操作站對本裝置發(fā)生的報(bào)警進(jìn)行越權(quán)確認(rèn)，保障了操作工集中準(zhǔn)確地對本裝置進(jìn)行監(jiān)控。

6 屏蔽報(bào)警

在工業(yè)控制中并不是報(bào)警越多越好，有些報(bào)警屬于垃圾報(bào)警，比方說當(dāng)過程值在報(bào)警限附近來回波動(dòng)時(shí)頻繁產(chǎn)生的高低限報(bào)警，當(dāng)現(xiàn)場進(jìn)行設(shè)備檢修時(shí)頻繁產(chǎn)生的開路報(bào)警等等，這些已知的報(bào)警不但嚴(yán)重干擾了操作人員正常的生產(chǎn)監(jiān)控，而且大量充斥歷史記錄，使有用的歷史記錄被覆蓋。這就有必要對這類報(bào)警進(jìn)行屏蔽。根據(jù)具體情況有以下三種解決方案可以實(shí)施：

6.1 設(shè)置報(bào)警回差

對于過程值在報(bào)警限附近來回波動(dòng)情況，在工藝允許的情況下適當(dāng)加大些報(bào)警回差值，以減少報(bào)警生成及恢復(fù)的頻率，一般報(bào)警回差值設(shè)定在2%。

6.2 報(bào)警關(guān)閉

對于已知無危害性又頻繁出現(xiàn)的報(bào)警，如現(xiàn)場進(jìn)行設(shè)備檢修時(shí)頻繁產(chǎn)生的開路報(bào)警，可以單獨(dú)進(jìn)行報(bào)警關(guān)閉，這樣此工位暫時(shí)不會(huì)生成任何報(bào)警。但一定切記在需要報(bào)警時(shí)及時(shí)恢復(fù)，以免給生產(chǎn)造成不良后果。

6.3 用程序屏蔽

例如PPG生產(chǎn)過程中的氧化物PO加料步驟，PO加料到反應(yīng)器時(shí)其流量FRCAZ-121需嚴(yán)格控制在給定值SV±10%之內(nèi)，以保證工藝要求的反應(yīng)進(jìn)程，因此原程序?qū)RCAZ-121的高高限報(bào)警值HH和低低限報(bào)警值LL強(qiáng)行跟蹤于SV的±10%，使得PO進(jìn)料過程中一旦出現(xiàn)FRCAZ-121流量值超過SV±10%即產(chǎn)生報(bào)警，聯(lián)鎖整個(gè)裝置。以上程序是滿足PO加料過程的，但是在PO加料結(jié)束后其FRCAZ-121的SV值是被鎖定為0值的，這樣造成HH、LL值都被程序強(qiáng)制為0。雖然PO此時(shí)不加料，但由于現(xiàn)場工況干擾使得流量計(jì)FRCAZ-121的PV值會(huì)在大于0值附近出現(xiàn)一定波動(dòng)，這樣使得LL、HH報(bào)警頻繁產(chǎn)生，嚴(yán)重影響了操作工的操作。對于這種無用報(bào)警，考慮到PO加料過程中有一階段是處于小流量加料，因此用加大回差和小流量切除方法都是不適用的。于是我們采取了程序屏蔽法，從方便使用和保證正常加料的角度，將HH、LL值強(qiáng)行跟蹤SV值改為由程序自動(dòng)識(shí)別PO加料結(jié)束，然后賦于LL為0值，賦予HH一個(gè)大于PO不投料時(shí)最大的波動(dòng)值，如此進(jìn)行程序修改即將原來的垃圾報(bào)警從根除去。

7 結(jié)語

隨著DCS系統(tǒng)的推陳出新，必將隨之帶來新的更完善的報(bào)警功能，也會(huì)有新的報(bào)警問題出現(xiàn)，只要我們系統(tǒng)深入地掌握它，其就會(huì)使之成為生產(chǎn)操作和故障排查的得力工具。