横河CAMS报警管理的研究与应用

(1.沈阳化工大学信息工程学院 辽宁 沈阳 110000)

(2.沈阳华控科技发展有限公司 辽宁 沈阳 110000)

该公司主要采用CENTUM VP-DCS系统，现在的主要报警模式是报警区域显示文字，报警声音均为单一的短促乐音[1]。

目前，由于过程系统的复杂性和报警系统设计的不合理产生了大量无效的报警。以德州实华化工有限公司为列，由于横河的CENTUM VP-DCS系统在软件组态的时候一切报警信息都处于默认状态，报警级别为中级，报警颜色为红色。对于一些比较关键的报警信息无法重点突出，导致操作工无法做出及时的应对措施，对危险信息处理不及时从而造成严重的后果。

因此，为了更清晰准确的从众多的报警信息中提取出有用的报警信息，我们可以采用CAMS来实现报警管理。将报警信息进行分组、分级以便操作工作出及时反映，消除报警产生的危害，避免大型事故的发生。

一、CAMS报警软件介绍

CAMS报警管理软件是横河自带的HIS综合报警管理软件，称为“HISCAMS或者CAMS”。其中CAMS for HIS是一个专门的软件程序，用于支持现场监控操作[1]。

报警系统是检测报警状态的硬件和软件的集合，将该状态的指示传达给操作员，并记录报警状态的变化。CAMS报警管理软件是以横河DCS的为基础的报警管理软件，根据先进报警管理系统(AAS)的基本设计原则，对横河DCS控制系统进行报警管理优化[1]。其特点是组态简单，报警信息直观明了，有利于操作员及时处理报警信息。在日常工作中使用CAMS报警管理软件来确定、记录、设计、操作、监控和维护报警系统[1]。其报警界面可留存30天报警信息，而且CAMS软件的归档文件存留3个月的报警信息，方便以后查找报警信息及故障处理。

二、报警类型与级别

报警是避免工艺事故的主要防御措施。但是，似乎目前有许多问题仍然存在。在横河DCS控制系统中报警大致可以分为以下几类：

输入开路报警(IOP或者IOP—)；

输入高高或者低低限报警(HH或者LL)；

输入高或者低报警(HI或者LO)；

输入变化速率报警(VEL+或者VEL—)；

偏差报警(DV+或者DV—)；

输出开路报警(OOP)；

输出高限或者低限报警(MHI或者MLO)；

其报警优先级为：OOP>IOP>HH>LL>HI>LO>DV+>DV-VEL+>VEL->MHI>MLO

在CAMS软件中每一个报警类别是相互独立的，因此需要对每一个报警种类单独组态。这样做的优点在于可以根据工艺要求有选择性的进行报警组态，有利于减少间歇式工艺的无效报警。

三、报警的处理方法

为了确保报警系统性能，操作员针对不同类型的报警可采取不同的处理方法，而且，操作的处理方法必须严格按照国际标准的相关规定和CAMS报警管理系统规范的要求来处理。

(一)滋扰报警

滋扰报警是过程工业的报警系统的主要问题，目前可以根据报警变量之间的时间间隔和报警持续时间来确定滋扰报警的形式。目前在现场常见的滋扰报警有间歇报警、频繁报警、瞬闪报警、陈旧报警、设备正常停用报警等[2]。这些滋扰报警必须及时让操作员及时发现。

解决方案：对报警进行分组、分等级，而且等级不同报警的声音急促程度也不同。为了让不同工段的操作员及时看到自己的报警工位采取了分组报警的方式，这样就有效的防止了一些其他工段报警干扰操作员对异常工艺工况报警的监视和快速的处理报警。分等级的设置有效的提高了操作的注意力，使用不同的报警颜色更加醒目，其中红色代表中级，橙色代表高级，紫色代表紧急。这样一来报警分清主次，提高了操作员处理报警效率。

而且，对于一些流量波动引起的无用报警，采用报警延时的方法加以判断。在工艺允许的范围内，根据国际报警标准来设置报警延时，一般波动时间为10S。在时间范围波动报警属于正常，超过延时设定值发出报警则显示流量报警，这时候需要操作工联系现场及时处理故障。

(二)报警的搁置

在操作员正常工作的过程中，操作员有时会需要搁置个别报警或者报警组。可以在操作界面建立搁置列表，可直接拖动报警项至搁置列表。

(三)报警的抑制

在间歇式工艺流程中，一些报警是由于设备的启停造成的无用报警或者是一些无效的指标发出的报警，这些无用的报警需要通过抑制来处理，可以采用横河自带功能块SFC和逻辑块LC64，根据工艺流程进行编程。如下图3-1：将功能块SFC命名为BJYZ1与BJYZ2，逻辑块LC64命名为BJYZ-LC。

图1 SFC与LC64编程模块

在功能块SFC中进行编程，对需要的位号进行设计，使其实现报警抑制的作用。在逻辑功能块LC64中设置开关延时，如图2，F1119S1与F1119R1作为中间辅助变量，将BJYZ1和BJYZ2联系起来共同作用于同一个位号FICQ1119。

图2 报警延时

根据工艺的逻辑条件，通过功能块SFC进行编程，使间歇式工艺启停的设备报警大量减少。

四、CAMS分组报警的设置和应用

使用CAMS来实现报警管理，首先在CAMS软件中进行组态，对报警的级别，分组进行设置，建立对应的操作员用户并进行权限设置，需要注意的是在CENTUM VP中操作权限设置为反选设置。以CENTUM VP的DCS系统为例，系统为每个工艺位号提供4个不同等级的报警信息，在进行系统组态的时候，工作人员可以依据位号的重要程度进行针对性的选择。4个报警级别分别是：Critical(紧急报警)；High(高级报警)；Medium(中级报警)；Low(低级报警)。

(一)CAMS报警管理的特点

CAMS软件是横河自带的报警管理软件，采用了数字化处理和计算机技术，讲闪光报警和语音报警相结合。与常规的闪光报警不同之处是添加了报警分组，设置了分组用户。将报警信息更加细化用不同颜色和不同的语音报警频率，使工作人员将视觉和听觉相结合起来，及时报警信息通知运行人员，方便查找设备故障。特别是在夜间值班时，其效果更为显著。

图3 CAMS组态界面

(二)具体实施方案

对全厂横河DCS控制系统的CAMS报警管理软件的启动，需要注意的是，先启动工程师站，在根据本地IP地址与各台操作员站之间进行CAMS软件的通讯。启动之后的报警界面与常规报警界面相比，报警信息更加明确，在界面显示报警时间，具体位号，以及报警等级由不同的颜色及文字在界面展示出来。

然后，在CAMS报警管理软件中对报警信息进行组态，如图3所示。

通过在现场的实际咨询了解到，以德州实华化工VCM为列，对其进行分组并建立对应的用户：USER-ZH；USER-FS;USER-LD;USER-XF;USER-PS;USER-QJ;USER-JL;根据报警工位对其进行分组：如下图所示。

图4 新建用户

图5 报警分组

通过新建用户与报警分组，减少了不同操作岗位报警的相互干扰，减轻报警负荷。使报警系统按照操作岗位进行报警分组，报警分组与操作岗位的职责范围一致，与本操作岗位无关的报警不予报出，明确报警响应责任。

五、总结

CAMS报警管理软件已在德州实华化工有限公司全厂投入使用，在启动CAMS报警管理软件前后的报警数量作出对比，可以明显发现报警数量的改善。CAMS报警管理软件可以有效的划分报警等级，有助于操作员能够及时的发现问题，在短时间内解决报警故障使生产过程更加平稳。CAMS报警管理软件的投用，在德州实华化工的得到了良好实践，为安全生产作出了有效的力量。