橫河CAMS報警管理的研究與應用

(1.沈陽化工大學信息工程學院 遼寧 沈陽 110000)

(2.沈陽華控科技發展有限公司 遼寧 沈陽 110000)

該公司主要采用CENTUM VP-DCS系統，現在的主要報警模式是報警區域顯示文字，報警聲音均為單一的短促樂音[1]。

目前，由于過程系統的復雜性和報警系統設計的不合理產生了大量無效的報警。以德州實華化工有限公司為列，由于橫河的CENTUM VP-DCS系統在軟件組態的時候一切報警信息都處于默認狀態，報警級別為中級，報警顏色為紅色。對于一些比較關鍵的報警信息無法重點突出，導致操作工無法做出及時的應對措施，對危險信息處理不及時從而造成嚴重的后果。

因此，為了更清晰準確的從眾多的報警信息中提取出有用的報警信息，我們可以采用CAMS來實現報警管理。將報警信息進行分組、分級以便操作工作出及時反映，消除報警產生的危害，避免大型事故的發生。

一、CAMS報警軟件介紹

CAMS報警管理軟件是橫河自帶的HIS綜合報警管理軟件，稱為“HISCAMS或者CAMS”。其中CAMS for HIS是一個專門的軟件程序，用于支持現場監控操作[1]。

報警系統是檢測報警狀態的硬件和軟件的集合，將該狀態的指示傳達給操作員，并記錄報警狀態的變化。CAMS報警管理軟件是以橫河DCS的為基礎的報警管理軟件，根據先進報警管理系統(AAS)的基本設計原則，對橫河DCS控制系統進行報警管理優化[1]。其特點是組態簡單，報警信息直觀明了，有利于操作員及時處理報警信息。在日常工作中使用CAMS報警管理軟件來確定、記錄、設計、操作、監控和維護報警系統[1]。其報警界面可留存30天報警信息，而且CAMS軟件的歸檔文件存留3個月的報警信息，方便以后查找報警信息及故障處理。

二、報警類型與級別

報警是避免工藝事故的主要防御措施。但是，似乎目前有許多問題仍然存在。在橫河DCS控制系統中報警大致可以分為以下幾類：

輸入開路報警(IOP或者IOP—)；

輸入高高或者低低限報警(HH或者LL)；

輸入高或者低報警(HI或者LO)；

輸入變化速率報警(VEL+或者VEL—)；

偏差報警(DV+或者DV—)；

輸出開路報警(OOP)；

輸出高限或者低限報警(MHI或者MLO)；

其報警優先級為：OOP>IOP>HH>LL>HI>LO>DV+>DV-VEL+>VEL->MHI>MLO

在CAMS軟件中每一個報警類別是相互獨立的，因此需要對每一個報警種類單獨組態。這樣做的優點在于可以根據工藝要求有選擇性的進行報警組態，有利于減少間歇式工藝的無效報警。

三、報警的處理方法

為了確保報警系統性能，操作員針對不同類型的報警可采取不同的處理方法，而且，操作的處理方法必須嚴格按照國際標準的相關規定和CAMS報警管理系統規范的要求來處理。

(一)滋擾報警

滋擾報警是過程工業的報警系統的主要問題，目前可以根據報警變量之間的時間間隔和報警持續時間來確定滋擾報警的形式。目前在現場常見的滋擾報警有間歇報警、頻繁報警、瞬閃報警、陳舊報警、設備正常停用報警等[2]。這些滋擾報警必須及時讓操作員及時發現。

解決方案：對報警進行分組、分等級，而且等級不同報警的聲音急促程度也不同。為了讓不同工段的操作員及時看到自己的報警工位采取了分組報警的方式，這樣就有效的防止了一些其他工段報警干擾操作員對異常工藝工況報警的監視和快速的處理報警。分等級的設置有效的提高了操作的注意力，使用不同的報警顏色更加醒目，其中紅色代表中級，橙色代表高級，紫色代表緊急。這樣一來報警分清主次，提高了操作員處理報警效率。

而且，對于一些流量波動引起的無用報警，采用報警延時的方法加以判斷。在工藝允許的范圍內，根據國際報警標準來設置報警延時，一般波動時間為10S。在時間范圍波動報警屬于正常，超過延時設定值發出報警則顯示流量報警，這時候需要操作工聯系現場及時處理故障。

(二)報警的擱置

在操作員正常工作的過程中，操作員有時會需要擱置個別報警或者報警組。可以在操作界面建立擱置列表，可直接拖動報警項至擱置列表。

(三)報警的抑制

在間歇式工藝流程中，一些報警是由于設備的啟停造成的無用報警或者是一些無效的指標發出的報警，這些無用的報警需要通過抑制來處理，可以采用橫河自帶功能塊SFC和邏輯塊LC64，根據工藝流程進行編程。如下圖3-1：將功能塊SFC命名為BJYZ1與BJYZ2，邏輯塊LC64命名為BJYZ-LC。

圖1 SFC與LC64編程模塊

在功能塊SFC中進行編程，對需要的位號進行設計，使其實現報警抑制的作用。在邏輯功能塊LC64中設置開關延時，如圖2，F1119S1與F1119R1作為中間輔助變量，將BJYZ1和BJYZ2聯系起來共同作用于同一個位號FICQ1119。

圖2 報警延時

根據工藝的邏輯條件，通過功能塊SFC進行編程，使間歇式工藝啟停的設備報警大量減少。

四、CAMS分組報警的設置和應用

使用CAMS來實現報警管理，首先在CAMS軟件中進行組態，對報警的級別，分組進行設置，建立對應的操作員用戶并進行權限設置，需要注意的是在CENTUM VP中操作權限設置為反選設置。以CENTUM VP的DCS系統為例，系統為每個工藝位號提供4個不同等級的報警信息，在進行系統組態的時候，工作人員可以依據位號的重要程度進行針對性的選擇。4個報警級別分別是：Critical(緊急報警)；High(高級報警)；Medium(中級報警)；Low(低級報警)。

(一)CAMS報警管理的特點

CAMS軟件是橫河自帶的報警管理軟件，采用了數字化處理和計算機技術，講閃光報警和語音報警相結合。與常規的閃光報警不同之處是添加了報警分組，設置了分組用戶。將報警信息更加細化用不同顏色和不同的語音報警頻率，使工作人員將視覺和聽覺相結合起來，及時報警信息通知運行人員，方便查找設備故障。特別是在夜間值班時，其效果更為顯著。

圖3 CAMS組態界面

(二)具體實施方案

對全廠橫河DCS控制系統的CAMS報警管理軟件的啟動，需要注意的是，先啟動工程師站，在根據本地IP地址與各臺操作員站之間進行CAMS軟件的通訊。啟動之后的報警界面與常規報警界面相比，報警信息更加明確，在界面顯示報警時間，具體位號，以及報警等級由不同的顏色及文字在界面展示出來。

然后，在CAMS報警管理軟件中對報警信息進行組態，如圖3所示。

通過在現場的實際咨詢了解到，以德州實華化工VCM為列，對其進行分組并建立對應的用戶：USER-ZH；USER-FS;USER-LD;USER-XF;USER-PS;USER-QJ;USER-JL;根據報警工位對其進行分組：如下圖所示。

圖4 新建用戶

圖5 報警分組

通過新建用戶與報警分組，減少了不同操作崗位報警的相互干擾，減輕報警負荷。使報警系統按照操作崗位進行報警分組，報警分組與操作崗位的職責范圍一致，與本操作崗位無關的報警不予報出，明確報警響應責任。

五、總結

CAMS報警管理軟件已在德州實華化工有限公司全廠投入使用，在啟動CAMS報警管理軟件前后的報警數量作出對比，可以明顯發現報警數量的改善。CAMS報警管理軟件可以有效的劃分報警等級，有助于操作員能夠及時的發現問題，在短時間內解決報警故障使生產過程更加平穩。CAMS報警管理軟件的投用，在德州實華化工的得到了良好實踐，為安全生產作出了有效的力量。