圖片來源：MAVERICKTechnologies

作者：Scott Hayes,Maverick Technologies

在工業環境中，由于多種因素的綜合作用，安全風險可能隨時隨地發生。設備故障或其它問題可能會意外導致過程中斷。如果設備發生故障，但報警或者警告標志未被注意到，則可能會造成巨大的風險。在正常運行期間，如果設施無法自動維持穩態控制，那遲早會發生事故。

預防安全風險取決于有效的過程控制系統以及運行人員。兩者必須無縫地協同工作，才能確保設施的安全運行。對于工業人員來說，它植根于企業文化中的安全思想。

一個有安全意識的文化需要利用一切機會來強調和加強安全心態——對風險零容忍的態度，而且不能自滿。沒有人希望看到人受傷或更糟糕的情況發生，也不希望對生產、環境或設施的資產和聲譽造成負面影響。

首要任務是確保人員和周邊環境的安全。工業安全從公司層面開始，并逐步滲透到所有員工。以下內容應成為每家公司安全文化的一部分：

為進一步發展安全文化，公司應對現有自動化系統和過程進行前期安全評估和風險分析，以確定可容忍和不可容忍的風險?！翱扇萑田L險”是設施用于確定其相對安全策略的基準。這是降低責任風險的一項重要原則。這也是一個很好的機會來審查關鍵領域，確認設施的自動化、安全系統和人員，是否能夠共同確保運行活動的安全和可靠。

一個有效的基本過程控制系統（BPCS）是最關鍵的保護層（見圖1）。它有自動化的安全層設計以防止事故的發生。BPCS 運行該過程，識別異常工況并發出報警或采取其它措施。它應該能夠補償大多數異常情工況。

▎圖1 ：有效的基本過程控制系統（BPCS） 是最關鍵的保護層。它有自動化的安全層設計，以防止事故的發生。

另一種常見的防護措施是安全儀表系統（SIS），如果工藝過程超出安全控制限值，則必須進行干預。如果BPCS 老化或缺乏定期維護，事件就會開始頻繁升級，這時SIS 的作用就更大。當員工經常依賴SIS 來處理日常問題，且SIS 頻繁被觸發，這時就應該認真審視一下BPCS 了。

對于安全系統的審查，應進行過程危險分析（PHA）/ 危險和可操作性（HAZOP）研究或其它審計，以確定任何潛在的安全相關問題，或識別可能導致事故或問題的工況或其它潛在系統故障。SIS 層的設計旨在通過HAZOP 研究，將確定為不可接受的風險降至最低。它由獨立運行的安全儀表功能（SIF）組成。

在精心設計和維護的設施中，BPCS 被視為第一層保護，因此大多數SIF 被專門設計為低需求模式（即每年調用不超過一次），避免頻繁使用。例如，如果SIF 需要每天處理各種工況，而不是像最初設計的那樣每年處理一次，那么該功能應該由BPCS 執行。

依靠SIS 作為最后一道防線，并不是一個合理的策略，因為設備和報警能應對的風險有限。在某些工況下，運行人員可能必須接管系統，并且應該非常清楚應該做什么以及什么時候做。

除了BPCS 和SIS 之外，還有一道額外的防線：運行人員。如果運行人員收到報警通知，并有一致的操作說明和足夠的時間來執行該操作，則運行人員對報警的響應（OPR）可被視為一種保護。

為了將這些工況的風險降至最低，運行人員必須充分了解公司的安全政策、策略和計劃，還需要適當的報警和系統培訓。訓練有素的運行人員是保持BPCS 和SIS 自動化安全功能完整性的關鍵。如果BPCS 或SIS發出報警信號而被忽略，或者運行人員未接受識別其報警信號的適當培訓，則無法實現系統防護的目的。

適當的報警管理系統和培訓對于確保運行人員準確響應事件至關重要。報警管理不當，會導致計劃外停機，每年可造成數十億美元的生產損失，并可能引發重大工業事故。

報警系統會通知運行人員BPCS 無法自動處理的中斷（如圖2）。然后需要運行人員響應以修復或緩解問題。每個報警都是預先定義的，并有相關的運行人員響應程序，運行人員需要知道相應的操作。

▎圖2 ：報警系統會通知運行人員BPCS 無法充分自動處理的中斷。

但對運行人員來講，有一個常見問題：在設施發生故障時，如果報警太多，通常被稱為“報警洪水”。報警洪水、抖動或過多的活動報警，會降低OPR 報警獲得所需注意的機會。報警響應程序，應清晰且易于在人機界面（HMI）中訪問，以便運行人員能夠快速、有效地響應。

現在的高性能HMI 界面，可以幫助運行人員使用顏色或形狀一致的灰度畫面來識別報警。但是，運行人員仍應接受關鍵報警元件和其它管道儀表圖（P&ID）符號的培訓，并能夠識別和響應異常工況。此外，他們還應該清楚地了解工廠的系統和過程。

出于法規遵從性目的，ISA-18.2 標準要求設施執行審計并創建綜合評估，以定義報警嚴重性和緊急性評級標準。分析評估報警系統的性能和用于管理報警系統的工作實踐。定期審查觸發OPR 報警的頻率以及相關運行人員響應的時間和準確性，發現常規監測中不明顯的差距，并允許人員確定必要的改進。

確定報警原則后，設施可以遵循這些標準來設計、開發、實施、修改、管理、持續改進和維護報警。還可以制定報警響應程序，每個報警的具體信息可以嵌入到HMI 中，以幫助運行人員快速、安全地響應異常工況。

將報警作為過程控制安全風險的保障措施，增加了其重要性，并為執行適當的報警管理提供更多幫助。報警管理應是設施持續改進計劃的一部分，需要納入任何設備更新或遺留系統的遷移項目中去。正確的警報管理變得比以往任何時候都更加迫切。

為了確保設施和周邊環境中所有人的安全，最好從整體的角度考量自動化規劃，并對現有系統和過程進行分析。這個過程是一項艱巨的任務，有可能需要第三方自動化解決方案供應商提供幫助，他們可以將流程和自動化知識與前期的SIS 分析和改進以及報警管理的專業知識相結合。當運行人員需要接受培訓以在更高的層面了解安全狀況和可容忍的風險水平時，外部幫助也很有用。

自動化系統和運行人員可以與企業安全文化一起協同，該文化強調零風險容忍和對工程原理的正確理解，例如使用適當的報警管理策略和系統、監管程序和行業最佳實踐。當所有這些結合在一起時，企業可以控制已識別的安全風險和危害，并實現有效的過程控制。