石油化工企業危險源管理和應（yīng）急管理解決方（fāng）案

　　1概述（shù）

　　對於存（cún）在（zài）重大危險源的工業企業，危險源管理和應急管理是非常重要的管理內容，但當前市場上缺（quē）乏這方麵的解決方案。而且，當（dāng）前的企（qǐ）業雖然很多具有報警係統，但是當建設危險源管理的時候，會遇到以下難題：

　　(1)分布（bù）式係統中，往往（wǎng）因（yīn）曆史（shǐ）原因安裝了不同廠家、不同型號的DCS、PLC、SCADA/HMI和其他（tā）設備（bèi），各自具備報警（jǐng）模塊，無統一（yī）管理平台，信息（xī）分散，報警模（mó）型不一致（zhì），通信方式（shì）不一致，人機界麵無法統一集中（zhōng）。整個係統（tǒng）在（zài）報警管理上是割裂的。

　　(2)報警設置過多或者不合理，造成無效報警淹（yān）沒重要報警，真正的（de）危險很難（nán）發現。根據過去二（èr）十年裏重大事故（gù）原因調查分析（xī），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，例如1994年7月24日，英國米（mǐ）爾（ěr）福德港德士古煉油廠裝置爆炸起火（huǒ），26人死（sǐ）亡（wáng），爆炸（zhà）前1小時，超過275條報警產（chǎn）生。

　　(3)由於隻有初級報警，**報警功能缺失，例如基於計（jì）算的報警、基於統計的報警、基於複雜邏輯的報警、自適應報警等。無法通過建立複雜模型對危險提前預判。

　　本文介紹在力控工業智能報警管理平台FAlarm的（de）基礎上提供的一種解決方案，致力於解決以上的問題，為工業企業危險源管理提供整體解決方案。

　　2係統功（gōng）能架構

　　工業危險源管理和應急管理的整體功能架構如下圖所示：

　　整個係統分（fèn）為4個層級：

　　(1)物理層：包括各種生產設備、監測設備和傳感器等，例如各類RTU、PLC、可燃氣體報警器（qì）等，除了為生產服務外，還負責對設備、環境，尤其是重大危（wēi）險源的監測。

　　(2)通信層：負責數據采集、報（bào）警采（cǎi）集、遠程控製和遠程調（diào）參。

　　(3)數據層：負責數據存儲和數據分析。

　　(4)應（yīng）用層：主要功能包括數據監控、報警管理、應急管理等。

　　除了上（shàng）麵四個層級的功能，應急管理信息係統需要與各類第三方係統集成使用，以滿足更廣泛的（de）需求。

　　3係統部署架構

　　係統的部署架構如下圖所示：

　　整個係統采用分布式部署，為C/S與B/S混合架構：

　　采集和通信服務器：1台

　　實時數據庫（kù）服務器：2台（tái），冗餘部署（shǔ）

　　報警平台服務器：1台

　　應急管理服務器（qì）：1台

　　操作員客戶端

　　工程師客戶端

　　4數據采集（jí）和監控

　　數據的采集由pSpace ioseserver完成，可以采集不同廠家、不同型號設備或係統數據，支持Modbus、OPC等3000多種常規驅動，對於特種設備，可快速定製（zhì）采集（jí）驅動。數據采集的內容包括現場生產數據和設備數據采集、危險（xiǎn）源數據采集、環（huán）境（jìng）數據采集等。

　　FAlarm平台則完成采集不同廠家、不同型號設備或係統報警（jǐng）信（xìn）息的功（gōng）能，支持OPC A&E、SOE等多種常（cháng）規驅動，對於特種設備，可快速定製報（bào）警采集驅（qū）動。報警采集的內（nèi）容包括：生產報警采集、設備報警采集、危險源報警采集、環境報警采集等。

　　係統具備數據下（xià）置功能（néng），在具備網絡通信的條（tiáo）件下，可實現對現場設備進行遠程緊（jǐn）急切斷、遠程緊急啟動和對現場設備進行參數調（diào）整（zhěng）等。

　　數據監控（kòng）則具備（bèi）以下功能（néng）：

　　(1)工藝流程圖：提供集（jí）成化的設計環境，對（duì）工程模板創建、數據（jù）模型與畫麵模型等都（dōu）進行了完整的模板化設計，支持（chí）窗口模板，支持多人協作與遠（yuǎn）程部署（shǔ）工（gōng）程，支持工程模型的導入與導出、方便快速進行工程組態，支持係統文件與工（gōng）程文件的在（zài）線（xiàn）升級與動態維（wéi）護。

　　(2)曲線圖表：提供多種曲線組件，典型的如實時趨勢（shì）曲線（xiàn）、曆史趨勢曲線（xiàn）、XY曲線、直方圖、餅圖、溫控曲線等曲線工具，訪問的數據源可以來自本地或者遠程的實（shí）時曆史庫（kù）和（hé）關（guān）係數據庫，各種曲線組件采用麵向對象的設計，提供多種的屬性和方法，在腳本裏可以靈活的控製，同時（shí）曲線組（zǔ）件可以方便的進行web發（fā）布。

　　(3)**報（bào）表：提供各（gè）種靈活的報表工具，報表開發工具提供（gòng）類似EXCEL的電子表格功能（néng），各種報表工（gōng）具（jù）能（néng）夠顯（xiǎn）示（shì）和查（chá）詢產品的實時數據，曆史數據，外部關係數據庫數據。報表工具提供豐富的報表操作函數集、支持複雜腳本控製，提供類EXCEL的絕大部分功能，包括：編輯功能、計算功能、圖表（biǎo）功能（néng）等。

　　(4)多媒體插（chā）件：各（gè）類多媒體插件與視頻、音頻等技術**結合，支持包括幻燈片播放、圖片顯示（shì）、GIF動畫文件（jiàn）播放、FLASH文件播放，支持WINDOWS MEDIA PLAYER所支（zhī）持的全部文件格式。該（gāi）插件（jiàn）支持容器播放，至於數據類型不支持或者兼容性不能**的情（qíng）況下，可以放在VBA的Form裏通（tōng）過力控（kòng）界麵裏調用顯示。

　　(5)GIS組件：GIS組件支持豐富的地圖顯（xiǎn）示和地圖操作功能，用戶可以自由瀏（liú）覽地圖，實現多種形式的地圖（tú）變換。支（zhī）持Mapinfo與ArcGIS的地圖文件格式，支（zhī）持組件方（fāng）式（shì）集成GIS-GPS的功能，利用腳本調（diào）用可充（chōng）分（fèn）互動。

　　(6)視頻組件：與視頻監控係統進行良好的集成，支持SCADA畫麵如（rú）何與視頻畫麵進行聯動，可以與數字視頻技術基於服務器端與客戶端方式的開放融合。可以完成視頻圖像的實（shí）時播放，視頻圖像的存儲（chǔ）、捕捉和回放，可以播放各種格式的視頻、音頻文件，可以（yǐ）有（yǒu）效的集成（chéng）視（shì）頻監控。

　　5報警管理

　　報警管理采用力控FAlarm工業智能報（bào）警管理（lǐ）平台。該平台嚴格符合**報警標準ISA-18.2和EEMUA-191，可以為企業提供涵蓋報警（jǐng）係統整個生命周期的完（wán）整（zhěng）服務。

　　ISA-18.2是流程行業報警管（guǎn）理係統**標準，也可適用於離散行業，2003年開始（shǐ）製定，於2009年發布，涵蓋報警係（xì）統整個生命周期的管理內容，在**範圍內被廣泛實踐（jiàn）。

　　ISA-18.2是（shì）一套科學的報警（jǐng）方法論，其核心是通過對報警係統的事前設計（jì）和事後分析修正，減少（shǎo）無效（xiào）報警，提高報警效果，定位係統問題，達到提高係統安全性的目的。

　　目前，****自動化廠商（shāng）產品的（de）報警（jǐng）功能均（jun1）已經逐步符（fú）合ISA-18.2的規範，如Honeywell、Rockwell、Siemens等。

　　5.1異構係統報警統（tǒng）一（yī）采集

　　FAlarm實現了異構係統下對報警信息的統一管（guǎn）理：

　　該平台統一（yī）了報警模型，除了可以（yǐ）采集力控各種（zhǒng）產品（pǐn）的報警信息外，還可采集第三方不（bú）同廠家、不同型（xíng）號的DCS、PLC、SCADA/HMI等產品的報警信息（xī），如yokogawa Centum係列（liè）DCS、Siemens S7 300/400係列PLC、GE的iFix、Wonderware的InTouch等。

　　該平台采用統一的通信中間件，**了整個係統內實時報警、曆史報警（jǐng）、報警（jǐng）參數修改和報警處理（lǐ）信息的即（jí）時同步。

　　該平台統一了報（bào）警（jǐng）存儲、人（rén）機界麵和（hé）配置（zhì）管理，使整個係統的報警信息可以進行統一（yī）的顯示、處理、配置和統計分析。

　　該平台部署方式靈活，既可以單機部署，也可以分（fèn）布式部署，支持多層級部署，以適應各種（zhǒng）部署架構的分布式DCS係統和SCADA係統。

　　跨平台設計，其服務功（gōng）能可以部署在Windows、Linux和Unix係統上，其可視化客戶端則可以通過不同操（cāo）作係統的PC、手機或平板電腦進行瀏覽。

　　5.2報（bào）警管理功能

　　5.2.1報警（jǐng）處理

　　該平台提供完備的（de）報警處理功（gōng）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（guī）程

　　提示不處理或處理不當（dāng）的（de）後果

　　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（dù）人員提高報警處理的效率，而且有利於新員工的學習，大大降低（dī）了（le）培訓成（chéng）本。

　　5.2.2報警維護和參數管理

　　該平台提供**的報警維護功（gōng）能，包括對報警的短期擱置、根據（jù）條件（jiàn）進（jìn）行報警抑製、對報警進行（háng）關閉和重啟、多工況報（bào）警條件設置等，且係統（tǒng）對維護行為進行詳細記錄（lù），可追溯維護曆史。通過報警維護功能，不僅可以有效減少幹擾報警的數量（liàng），還能適應多工況（kuàng）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（zhuàng）態的切換等，提（tí）高了管理的（de）便捷性。

　　該平台還提供報警參數（shù）管理（lǐ）功能，對報警參數的修改進行記錄，記錄修改（gǎi）時間、修改內容、修改人員和修改原（yuán）因等，並可進行曆史查詢和追溯，有利於報警管理和追責。

　　5.2.3報警統計和KPI管理

　　該平台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（jǐng）信（xìn）息（xī）的統計分析（xī），可以定位生（shēng）產過程中（zhōng）存（cún）在的問題，實現提（tí）高生產（chǎn）效率的目標。

　　該平台可以對報警曆史進行統（tǒng）計，並與事先建立的各項報警係統指（zhǐ）標進行比較，對不合格指標進行（háng）分析（xī）定位，改進報警係統本身，從而實現優化報（bào）警係統，提高報警效率的目標。

　　該平台可（kě）以為報（bào）警處理人（rén）員（yuán）建立績效（xiào）KPI指標，對報警（jǐng）處（chù）理人員的工作進行統計（jì）考核，以提高對（duì）報警處理（lǐ）人員的管理（lǐ）水平。

　　5.3報警統計與優化

　　該平台可以大幅度消除無效（xiào）報警，突（tū）出嚴重報警，使操作（zuò）人員（yuán）和調度人員聚焦（jiāo）於真（zhēn）正嚴重（chóng）的問題上，不被無效報警所（suǒ）幹擾，從而消除無效（xiào）報警的幹擾，減少生產事故和人員傷亡，提高生產效率（lǜ）。

　　該平台提供首因報警機製，可以識別報警和報警之間的因（yīn）果關係，對於因同一原（yuán）因產生的多個報警，可以判（pàn）斷其**原因報警，即首（shǒu）因報警，從而抑製其他衍生報警，提高報警原因定位速度，降低事故風險。

　　5.4**報警和預（yù）警

　　5.4.1**報（bào）警

　　該平台提供**報警功能，以滿足**需求：

　　(1)基（jī）於邏輯的（de）報警

　　係統提供基於邏輯的**報警方式，即通過組態方式或者腳本方式，配置測點或變量之間的邏輯（jí）運算關（guān）係，產（chǎn）生邏（luó）輯運算結果（guǒ），並基於結果觸發相應的報警信息。

　　(2)基（jī）於統計的報警

　　係統提供基（jī）於統計的（de）**報警方式，主要分為（wéi）兩類：

　　數據統計報警：指（zhǐ）根據數據的統計結果產生的報警信（xìn）息。係統提供基礎統計算法觸

　　發的報警，用戶也可以使用計算引擎（qíng），實現自定義的複雜統計算法。

　　曆史報警統計報警：指根據曆史報警事件的（de）統計結果產生的報警信息。係統可以通過組態配置，實現基礎的統（tǒng）計報警，對於複雜的統計報警模型，可通過計算引擎編（biān）程實現。

　　(3)基於計算的報警

　　係統提供基（jī）於計算（suàn）的**報警方式，即通過多個測點的計算結果來觸發報警。

　　簡單的計算可以通過組態（tài）的方式實現，負責計算可通過計算引（yǐn）擎實（shí）現（xiàn）。

　　(4)自適應報警

　　係統提供（gòng）自適（shì）應（yīng）報警（jǐng），即報警的參（cān）數是（shì）非固（gù）定的，而是依（yī）據參數（shù）模型，跟隨輸入數據的變化而變化。

　　係統提供參數模型配置，實現自適應報警。

　　5.4.2報警發布

　　該平台可及（jí）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（yí）漏（lòu）嚴重報警。

　　5.4.3應急預警

　　該平台提（tí）供預警功能（néng），結合各個行業的需求建立預（yù）警模型，從而將事後分析變為（wéi）事前預防，有效降低（dī）生產事（shì）故的風險，將風險扼殺（shā）在萌芽狀態。對於重大危險（xiǎn）源和危險（xiǎn）生產流程，係統提供應急預警，並與應（yīng）急管理模塊形成係統聯動（dòng），以滿足快速應急響應的（de）需求。

　　(1)預警模型和預警分析

　　對重大危險源（yuán）和危險生產流程進行分（fèn）析後，根據分析（xī）結果在（zài）係統中建立預警模型，預警模型根據輸入的各類數據進行實時計（jì）算和（hé）分析，並輸出結果，實時監控。

　　(2)預警公告

　　當預警分析達（dá）到應（yīng）急預警（jǐng）條件時，係（xì）統會發出預警警告，並通過係統（tǒng）向（xiàng）所有終端進行公告，包括C/S客戶端、B/S客戶端、手機（jī）客戶端和平（píng）板客戶端等，並（bìng）通過廣播係（xì）統(第三方集成)進行即時廣播。

　　(3)應急管理聯動

　　係（xì）統可預先設置應急預警（jǐng）聯動，當應急預警觸發時，可進行如下聯（lián）動措施：

　　預警（jǐng）公告和廣播

　　遠程緊急關斷或（huò）啟動（dòng）相關設備

　　本係統切換至應（yīng）急管理模塊，顯示相關資源

　　視頻係統(第三（sān）方集（jí）成)緊急切換至相關畫麵

　　相關係（xì）統資源聯（lián）動，包（bāo）括（kuò）應（yīng）急指（zhǐ）揮係統（tǒng）、消防係統、急救係統等

　　5.4.4報警知（zhī）識庫

　　報警處理規程（chéng）、報警處理（lǐ）結果、報警處（chù）理評論等內容，共同構成（chéng）報警知識庫，並提供方便的（de）過濾（lǜ）、查詢（xún）和展示功（gōng）能，可為報警（jǐng）處理人員（yuán）提供方便的（de）幫助和查詢，也可用於心員工的報警管理培訓。

　　6應急管理

　　6.1重（chóng）大危險源管（guǎn）理

　　(1)提供重大（dà）危（wēi）險源分類信（xìn）息數據庫，包含以（yǐ）下內容：

　　危險介質：包括易燃易爆介質和有毒有（yǒu）害介質，如危險性描述和分析、急救措施、消防措施、泄露應（yīng）急處（chù）理（lǐ）等。

　　危（wēi）險設備：包括設（shè）備（bèi）名稱和編（biān）號、設備危（wēi）險參（cān）數、設備分布場所、環（huán）境和環（huán）境影響分析等。

　　(2)重大危險源數據監（jiān）測和預警

　　係統通過前麵所述的采集模塊，對重大危險源數據進行數據采集和存（cún）儲，並通過可視化手段進行實時監（jiān）控。通過“報警管理”模塊中的“應急預警”模塊（kuài），實現對重大（dà）危險源的應急（jí）預警。

　　6.2應急資源數據庫

　　係統（tǒng）提供應急資源數據庫，提（tí）供應（yīng）急資源信息，並提供輸（shū）入、審批、修（xiū）改、查詢等基本（běn）功（gōng）能。包括應急組織（zhī）機構（gòu）及職責、應急通訊錄、應急物資表和（hé）分布圖、人員疏散和緊急集合示意（yì）圖、現場警戒示意圖等。

　　6.3應急預案數據（jù）庫

　　係統提供應急預案數據庫，該數據庫具備以下功（gōng）能：

　　(1)應急預案（àn）管理：係統提供應急預案綜合管理功能，包括應急預案的建立和編寫、維護、修改和變更管理、審批、發布和實施（shī）、查詢（xún）等。

　　(2)應急分類和分級（jí）：提供應急（jí）分類和分級功能。

　　(3)應急響（xiǎng）應流程：提供應急響應流程的配置，根據具體應（yīng）急（jí）事件的需求，編製具體的應急響應流程。

　　(4)應急處置措施：提供（gòng）應急處（chù）置措施的配置，編（biān）製具體的應急相應處置措施，包括設備緊急關斷、開啟、消防（fáng）滅火、人員救護疏散、現場警戒、應急物資調配（pèi）、搶修等。

　　(5)應急結束條件：可（kě）以編製應（yīng）急響應結束條件，當（dāng）滿足條（tiáo）件時，結束應急響應。

　　(6)後期處置措（cuò）施：可以編製後期處置措施，包（bāo）括單不限於汙染（rǎn）物處理措施、生產秩序恢複（fù）措施（shī）、評估和報告等。

　　6.4應急案例數據庫

　　係（xì）統提供應急案例數據庫，對於真（zhēn）實（shí）發生的應急案例需要編寫個案報告，形成應急案例數據庫。應急案例數據庫功（gōng）能包括應急案例的編製輸入、審核、查詢、評論等。

　　應急案例輸入（rù）內容包含但（dàn）不限於：

　　(1)事件（jiàn）(或事故)情況（kuàng），包括事件(或事故)發生時間、地點、波及範（fàn）圍、損失、人員傷亡情況、事件發生原因等（děng）。

　　(2)應（yīng）急處置救援過程。

　　(3)處置過程中專業救援隊伍（wǔ）、裝（zhuāng）備等應急資源動用情況（kuàng），救援過程中發生的實（shí）際費用。

　　(4)處（chù）置過程遇到的（de）問題、取得的（de）經驗和吸取的教訓。

　　(5)應急預案啟動和執行情況以及對預案的修改建議

　　6.5應急響應聯動處（chù）置

　　係統提供應急響應聯動功能，當（dāng）發生應急事件時，提供關鍵設備遠程緊急（jí）關斷、緊急啟動等功能。

　　6.6應急信息發布和交換（huàn）

　　在應（yīng）急事件中，執行實時信息發布（bù）和交換功能，將信息實時推送到相（xiàng）關人員的客戶端、手機短信和Email係統中。

　　6.7應急資源調度

　　在應急事件中，應急（jí）管理信息係統關（guān）聯應急（jí）指揮係統（tǒng）、GIS係統（tǒng）(地理信息係統（tǒng）)、視頻監控係統、生產指揮係統、ERP係統、支（zhī）持（chí）保（bǎo）障係統、消防係統、急救（jiù）係統、公安係統、媒體等相（xiàng）關資源係統，提供信息（xī）交互與聯動。

　　6.8事故追憶(曆史追憶)

　　係統提供事（shì）故（gù）追憶模塊（kuài），用於對已經發生的事故進行複盤。針（zhēn）對發生生產事故時的數據進行定位和分析不同的事故數（shù）據，通過報表和曲（qǔ）線的方（fāng）式來進行表示和查詢， 通過定義事故追憶條件（jiàn）和追憶變量，以及追憶時間的設置，當追憶（yì）條件（jiàn）滿足的時（shí）候產生追憶指示，用戶可以通過追憶組件來查看事故的回放。回放的過程支持曲線（xiàn）和表格，並支持打印和存盤等。

　　7結論

　　基（jī）於力（lì）控FAlarm工（gōng）業智能報警管理平台所（suǒ）建設的危險源管理和應（yīng）急管理信息係統，具有部署靈活、統一管理、具備**報警管理功能等特點，可以將事故危險扼殺在萌芽狀態，是一種值得在工業企業進行推廣的解決方案。