《漫谈现代化工厂中控室的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《漫谈现代化工厂中控室的设计（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、漫谈现代化工厂中控室的设计对于一个现代大型化工厂来说，中控室（全称中心控制室或者中央控制室）应该是神经中枢了，所有仪表信号都连到这里，所有重要的控制决策都从这里发出。这里一般也是大人物或者新员工参观的必经之地，自然光鲜度也较高。不过，中控室设计很容易陷入误区，尤其被科幻电影或者形象工程所误导，现在很多中控室的设计都不符合人机工程的原则，包括全新建造的工厂，国内国外都如此。大而无当的控制大厅里，一排排控制台像列队的士兵，光洁的大理石地面反射着满天星斗的灯光，人们在忙碌地穿进穿出。这其实是很糟糕的控制室设计。中控室是控制集中化的结果。原始自动控制由现场的气动仪表实现，工人需要在现场巡回检视，抄录数
2、据，调整参数。控制技术进步到单元仪表后，控制信号开始引入中控室，操作工可以全面掌控整个工厂的情况，作出最优的操作决定。气动单元仪表需要接通气动信号管线（一般是铜管或者铝管），安装、维修、重组十分麻烦。电动单元仪表进了一大步，但也很快落后于化工控制的需要。计算机控制才解决了集中控制的问题。现代化工厂的最大特点是：1、 大型化，规模出效益，所以化工厂都是越造越大2、 单系列化，能够用一台大型设备的地方，绝不用两台中型设备。单系列在可靠性上有所损失，但在效率、占地、维修上利远远大于弊3、 参数极端化，为了最大限度地提高效率，工艺参数都全面向设备极限逼近，使得操作的差错余地极小4、 能量和物料的流动高
3、度整合化，热尽其用，物尽其用，牵一发而动全身这些特点决定和监测和控制参数越来越多，精度要求越来越高，反应时间越来越短。所以，中控室首先是一个工作场所，首要的设计考虑是人机效率，舒适是次要的，光鲜更加是非常地不重要。中控室的设计考虑从地理位置开始。再现代化的化工厂业也不可能全盘自动化，除了中控室操作工，还有现场操作工。很多关键设备不容许远程启动，必须现场目视确认设备状态后，才能由现场开关启动，或者把现场开关设到“容许远程”才由DCS启动。现场操作工绝对不是中控室操作工的小当差，而是中控室操作工的耳目和触角，两者必须紧密配合，才能把工厂运转起来。尽管现代仪表可以测量非常多的东西，但还是有太多的东西
4、只有在现场巡视才能发现，比如异常噪声、异常气味、管路滴漏、设备震动、雨雪风霜对设备的影响等等，还有很多次要阀门在改变生产状态时需要开关，从新引导能源和物料的走向，这些阀门使用不多，不值得全部远控化，但要用到的时候，只有招唤现场操作工了。现场操作工需要休息和办公的地方，比如填写报表、阅读手册、修改规程、领会领导精神等等，在工作上也需要和中控室操作工建立紧密的工作关系和个人关系，有助于建立团队精神。所以现场操作工和中控室操作工的交流和共同工作环境是中控室的一个很重要的设计考虑。现场操作工需要离装置近便，休息室最好在装置的中央。中控室出于安全考虑，一般不能设置在装置中央，最多只能设置在装置边缘，甚至
5、需要远离装置。如果多个大型装置共用中控室，那就离边远装置更远了。为了离重大设备更近一些，有时可以设置卫星控制室，专著于控制某些重大设备。如果重大设备需要控制室操作工身兼现场操作工，那就更需要卫星控制室了。卫星控制室和中控室分离的问题在于，中控室人员和卫控室人员只是在 上联系，缺乏面对面接触，容易造成隔膜和鸿沟，也容易造成“老连长固守边疆几十年如一日”的事情，不利于人员流动。人员如果不流动，时间一长，就会乏味，不利于员工的个人发展。如果可能的话，尽量不要使用卫星控制室。但使用集中的中控室，多大的集中程度才是合适的，这是一门艺术。现代大化工装置经常不再是 单打独斗，而是采用“石化总厂”的方式，在一
6、个地方同时建立热电厂（包括提供工艺蒸汽）、水处理厂、炼油厂、乙烯厂、聚乙烯厂、乙二醇厂、涤纶厂等，这些厂高度关联，集中控制有很大的好处。最大的好处还是打破条块隔阂，建立个人关系，疏通工作关系。但是每个厂毕竟还是有一定的独立性，一个厂发生局部故障时，总是伴随这大量的警报声、对讲机对话、人员进出，在一个统一的集中控制室里，很难不对没有受到故障波及的其他控制台造成影响。中国人说话比较大声，隔几步路不愿意走过去说，而是扯起嗓子喊，印度人也是一样，噪声问题更大。比较好的办法是既有集中，又有分割。方法之一是在开放式大厅里作菊花式布局，每一个菊花瓣是一个马蹄形控制台，对应于一个装置，背后是出入口，供现场操作
7、工和换班的中控室操作工出入。每个菊花瓣底部有一个可以拉下来的“窗帘”，可以阻挡视线，还具有有限的隔音作用。平时“窗帘”升起，有利于各控制台的人员视线交流；故障时把“窗帘”放下，别的控制台的人既可以了解故障装置的动态，又不至于太受声光人员活动的影响。但更好的办法是像棋盘格一样，控制台之间由玻璃墙分割，保留大型通道口以维持开放设计概念，但在故障时可以关门隔离，并可以落下窗帘隔离视线干扰。具体到控制台设计，传统控制台是一字排开的，这有容易扩充的好处，可以在两端自由延伸，但太长的话，不便观察和操作。马蹄形控制台容易操作，但背后的控制面板实际上反而不容易观察和操作。弧形控制台介于两者之间。但控制室总是有
8、人进出的，不是现场操作工、工艺工程师就是“体察民情”的头儿脑儿或者参观的人。控制台应该面向人流还是背向人流？这个事情不好一概而论，两个做法都有优缺点。人都不喜欢背后围着一群人评头论足，在紧张的时候最好也不要有人看着干活，从这一点来说，控制台面向人流比较好，工作空间相对背离人流的视线。但传统控制台是“实心”的，坐着的人看不到控制台背后的人流，人流到后来还是要转到这一边来。现在控制台通透一些，显示屏之间有一定的空隙，但人流往来是一个视线干扰，容易分散注意力，也不好。一般说来，还是背对人流好一些，但要控制进入控制室的人流，在必要的时候可以有所分割。比如说，中控室操作工背后的直接空间较小，只有紧密有关
9、人员才能进入，再后面有玻璃分割，容许参观人员站在后面观察，即阻隔交谈的噪声，也可以在必要的时候拉下帘子集中注意力。这样专用的“参观空间”比较浪费，控制室是在防爆结构内，寸土寸金，很多工厂不一定愿意花这个投资。但对NASA这样的公关价值很高的地方，这不失一个有效的做法。说到人流控制，控制室里进出的人很多，有现场操作工、工艺工程师、仪表和维修工、自控和系统人员、大头小头、参观人员等。各人有不同的功能，需要一定的“交通指挥”，明确哪些区域在什么时候只对哪些人开放。用固定的墙（包括玻璃墙）效果最好，但有的时候不现实，或者太浪费空间，于是就要用灯光、地面的颜色或者图形、质地（地板、地毯、地砖）、墙壁色彩
10、、天花板吊顶等暗示功能分区，引导不同的人流。控制室的气氛和噪声控制很重要。这不是一个使人兴奋或者使人放松的地方，需要的是冷静和稳健。控制室的墙壁颜色应该是中性的，灰色、米色、淡紫色等。不要清一色的颜色，那样使人压抑，也容易疲劳，但也不能太花哨，分散注意力。墙面应该有降噪处理，最好是粗麻布那样的覆盖，象电影院里一样。地面切忌抛光大理石之类的光滑地面，一方面容易滑倒，另一方面反射噪声很厉害。地面滑倒是一个很重要的考虑。操作室不是真空室，现场操作工和仪表机修工要从外面直接走到这里来的，外面的雨雪风霜都要带到这里来，门口的地毯上脚底搓几下更不不能解决问题。光滑如镜的地面看起来光鲜，但人们在匆忙之中滑倒
11、了，什么光鲜的好处统统抵消了。在灯光上，现在有两派针锋相对的意见。从人机工程和工业心理角度出发，控制室应该明亮，在明亮的环境里，人们不容易瞌睡，容易保持警醒。从操作工角度出发，昏暗的控制室里明亮的显示屏 才显眼，昏暗的控制室也暗示人们不大声喧哗和保持与控制台的距离。再者，传统控制室都是昏暗的，现在改习惯很难。另一个理由现在已经不是很站得住脚了，明亮灯光容易在显示屏上形成光点，采用浅灰的明亮背景的画面和平面的LCD显示屏后，这个问题已经基本解决。现在看来，只有全新设计而且不考虑操作工意见而设计的控制室才采用明亮的灯光，老厂改造升级或者操作工有较大发言权的地方还是采用昏暗灯光的为多。由于中控室操作
12、工上班期间不能离开控制台，中控室近旁应该有一个小厨房和就餐室，供他们短时间离开加热自带饭菜，这样的“午餐室”（其实操作工的早晚餐也在这里）应该有大玻璃和控制室分割，可以看到和听到声音，万一这段时间里发生异常，操作工可以发上发现并及时处理。但控制室里尽量不要带食物进来，一是不容易做好卫生，二是残留食物容易招引老鼠。老鼠不光令人恶心，还可能咬断信号电缆，那问题就大了。所以餐饮直送控制室的做法不好。中控室操作工也需要参加“班组学习”，外国人称之为team meeting。由于他们不能离开控制台，所以一般做法是在控制台的操作工空间的背后放一个大长桌，操作工可以在参加会议的同时，转身就可以观察和操作。
13、这一方面是会议桌，也是摊放大尺寸图纸、手册、维修/检修工单的地方，在客观上也把一般人员和操作工隔开，保证操作工一定的私人空间。现在使用 PowerPoint或者电子报表越来越多，背向操作工的地方设一个大型投影屏，可以整个team一起看公司的最新指示、财务动向、安全教育等，很是方便。还有一个问题是DCS机房（rack room）和仪表接线。DCS机房和一般机房一样，要求防火、防水、恒温、恒湿，此外没有太特别的要求。一般把DCS机房放在地下层，在控制室下面，现场接线进入地下进入终端室，然后连通到DCS机房，DCS机房出来的接线直接从地板穿上来，比较方便。但地下、地面就是两层了，尤其现在很多采用卫星
14、接线终端室，不需要把现场信号线拖到控制大楼。这样DCS机房设在地面层，和控制室相邻，控制室地板做成活动的，也就是用框架架空，上面盖可以方便移开的方块地板（floor tile，大概一尺见方），便于在夹层空间里检修或者拉线。虽然天花板大多采用吊顶，可以容易地打开、进入，但很少使用吊顶拉线，从天花板下来到控制台看起来实在恶劣，太业余了。此外倒也没有什么理由非不能这么用。扩大了说，控制室在控制大楼里，控制大楼至少包括控制室、厕所、午餐室、 DCS机房、仪表接线室、UPS电源等。但这之外，就八仙过海了。有一种做法是把工厂的办公部分和控制大楼相连，这样管理层、工程师、维修工、实验室和操作工紧密相连，工作
15、流比较顺。但这样做的问题有两个：1、 控制大楼需要离现场近，但那么多与现场操作不直接相关人员每天离现场那么近，有违安全原则2、 控制大楼是整体防爆的，这说得好听是为了操作工的安全，其实是为了在事故期间依然保持控制，最大可能减小事故规模，但把那么多“无关人员”也包括在防爆结构里，建设成本剧增，把控制大楼造成一半防爆另一半不防爆，在现在已经不可能通过安全审查了在实践中，控制大楼还是常常和办公大楼分开，两者之间用停车场或者仓库什么的分割，但这样做使得控制大楼和办公大楼之间人流往来络绎不绝，也不好。现在还没有什么理想的解决办法。控制大楼还要有现场操作工的休息室、办公空间、更衣室、淋浴室，还要有地方存放
16、消防装具，现场操作工是抢险灭火的第一线力量。还有一个很重要的工作区域是所谓permit area，这是现场操作工审核今天机修、仪修工单和签发许可的地方，这里应该离控制台有一定的距离，减少人流干扰，但又不能太远，因为时常需要和控制台操作工核实事情。这里也是签到板的地方，任何时候任何人进入现场，都要在签到板上表明姓名、位置，出来的时候取下。过去用白板和彩笔，现在用磁性板和个人磁性姓名条。这是万一发生事故时抢险救人的依据，马虎不得。谁要是稀里糊涂进去不签到、出来不取下，轻则喝茶，重则走人。万一出事故，抢险队是要冒着生命危险进去救人的，这可不能开玩笑。如果办公大楼和控制大楼分离，控制大楼应该增加一些非绝对基本的功能。根据人机工程和工业心理研究，控制室旁边应该提供休息室和健身室。不是每一个人都需要时时刻刻瞪大眼睛的，而人是总归要疲劳的，尤其是夜班期间。与其三令五申不许睡觉，不如主动引导，在稳定正常的时候打一个小瞌睡（如20分钟到1小时），这样精神反而好。这样会有人滥用这种关怀吗？可能性总是有的
