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报警通常是指通过声响或视觉显示的方式提示操作员出现了设备故障、工艺波动或异常工况，需要操作员进行响应操作。报警系统的用途是针对生产过程的异常运行状态或设备故障对操作人员和其他工厂人员给出提醒（可以是声音、灯光或其他可视化信号），从而采取相应的应对措施，以减少灾难事故的发生。
在计算机控制系统被广泛应用之前，运行过程中的可视化信息通常是由中控室的操作面板来实现的。由于受操作面板空间的限制，报警的数量严重受限。报警点必须经过仔细选择，因为这些报警点都需要通过硬件布线来实现，成本十分昂贵。随着自动化水平的不断提高，DCS、SCADA系统等各类工业控制系统被广泛使用，报警功能可以通过简单的软件设置来实现，且成本很低。虽然这能提高报警点的数量，但也带来了新的问题，即在大型生产过程中报警量很大，可能使操作人员被大量报警信息“淹没”，从而忽视了重要的报警信息，导致不必要的生产损失，降低生产安全性。尤其是在发生严重事故时，简单的报警系统设计往往会导致同时出现大量的报警，出现报警泛滥（Alarm Flooding），即在工业生产过程中报警负荷超过操作员的反应及处理能力。与这些大量的报警信息相矛盾的是，报警泛滥往往伴有大量的误报警和滋扰报警，这些误报警和滋扰报警常常让操作员难以找到报警产生的真正原因。此外，报警系统还存在报警阈值设计随意，误报、漏报率失衡；报警优先级划分模糊，处理顺序不当；报警类型繁多，难以分辨有效报警；报警性能评估不及时，未能实现再设计等问题，导致工业报警系统性能下降，给安全生产带来了挑战。
由于工业现代化发展的需要，过程工业日趋大型化、复杂化、精确化，传统工业报警系统的设计优化方法已经很难满足过程安全性及经济性的要求，低效的报警系统很难起到维护工业过程安全运行的作用，构建有效的工业生产报警管理系统势在必行。
根据工程设备和材料用户协会（The Engineering Equipment and Materials Users Association，EEMUA）和ISA等颁布的国际标准，常见的报警类型共有16种，表2.1给出其中的5种作为参考。
表2.1 报警类型及其含义
操作台的报警信号通常由多种属性来供操作员确定异常工况发生的时间、严重程度及故障过程原因，报警属性及其含义如表2.2所示。
表2.2 报警属性及其含义
为了实现上述功能，生产企业必须构建报警管理系统。工艺报警的显示和操作员的响应操作均依托于可靠的报警管理系统。根据IEC 62682—2004的定义，报警管理系统的组成如图2.35所示，典型的石油化工装置报警管理系统通常包括以下几个部分。
与报警相关的测量仪表和最终元件；
基本控制系统（BPCS）中的报警功能；
安全仪表系统（SIS）中的报警功能；
外部系统，包括气体检测系统（GDS）、可编程控制器（PLC）、压缩机控制系统（CCS）等的报警功能；
辅助操作台的报警功能；
报警和事件记录，通常在 DCS中实现；
报警人机界面（HMI），通常在 DCS操作站画面中显示报警信息；
工业过程先进报警管理系统（Advanced Alarm System，AAS）实时管理，如报警搁置、报警泛滥抑制、多工况报警等；
AAS历史管理，如报警关键性能指标报告等。
图2.35 报警管理系统的组成
根据工程实践的经验和典型报警管理系统KPI指标，EEMUA191将报警管理系统划分为5个等级，如表2.3所示。在实际的工业过程中，报警管理系统KPI指标如表2.4所示。
表2.3 报警管理系统等级划分
表2.4 报警管理系统KPI指标
续表
报警系统管理的目的是保障报警系统高效运行，使其可以和生产过程运行更好地结合，发挥指导操作员安全、高效操作的作用。因此，报警管理是一个连续、不断更新的过程。图2.36所示为工业报警管理生命周期，报警管理生命周期分为10个阶段。
图2.36 工业报警管理生命周期
制定报警管理规范。报警管理规范是指确定报警管理的基本定义、原则、设计、实施、投用、维护、分析评估及变更管理等的标准规范，是开展报警管理生命周期各阶段活动的依据。
报警辨识。报警辨识是指对可能的报警或报警变更进行定义的阶段。报警辨识可以在不同阶段通过多种方法开展，如过程危险分析（PHA）、安全保护层分析（LOPA）、事故调查报告、工程经验、仪表流程图（P&ID）审查、操作手册等。通过报警辨识确定的报警设置作为报警归档和合理化分析的输入信息。
报警归档与合理化分析。报警归档与合理化分析是指定义报警和报警优先级的主要方法，所有的报警都应经过合理化分析后确定。在报警合理化分析过程中，所有控制系统的报警点都应逐个分析。
报警系统设计。在完成报警归档和合理化分析的基础上，相关设计人员应完善报警系统的设计，如报警类型、报警设定值、报警参数、报警死区、正/负延时设置等，以便在基本过程控制系统和AAS中完成组态和调试。
报警系统实施。报警系统实施是指连接设计和投用的重要阶段，其主要工作包括工程实施培训，组态、下装、调试，报警功能测试和确认，归档记录等。
报警系统投用。报警系统投用是在报警归档和合理化分析、报警系统设计和实施的基础上投入使用，并按照各项报警管理规程执行、持续改进报警管理水平的阶段。
报警系统维护。报警系统投用后，相关人员应持续进行报警系统维护工作，如定期测试、报警设备维修等，以保证报警系统正常运行。
报警系统监测与评估。报警系统监测是指对报警系统的性能进行持续测量与监视，并以量化指标进行汇总。报警系统监测是改进提高报警系统性能的重要手段。报警系统评估是将监测指标与报警管理规范制定的报警系统KPI指标进行定期对比。评估后我们发现有需要改进提高的地方，应提出解决方案，并按照报警管理规范进行落实解决。
变更管理。为保证报警系统的完整性和有效性，报警系统应建立变更管理工作流程，从而有效地管理报警系统的变更。变更管理需要经过申请、评估、审查、批准、实施、培训、监督等流程。审批过的报警变更应保存至主报警数据库中，所有的报警变更应通知报警系统负责人。
报警系统审查。报警系统审查是指在日常监测与评估的基础上，定期综合评价报警系统的性能及管理活动的有效性。审查应定期进行，针对审查过程中发现的问题相关人员应制订整改计划。
AAS通过报警分组、报警优先级、多工况报警、报警搁置、诊断分析等，实现生命周期各阶段的报警管理，提高报警系统的有效性，增强生产操作的安全性。AAS的基本设计原则主要包括如下几部分。
报警应按操作岗位进行分组，原则上报警分组应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。报警分组可以有效减少每个操作岗位的报警数量。
报警优先级代表工艺报警的严重程度，操作员应根据优先级的顺序进行报警响应操作。采用一致性的方法开展报警归档与合理化分析工作，合理定义报警优先级。工艺报警优先级通常定义为3级或4级，其中第4级为紧急工艺报警，第3级为高级工艺报警，第2级为中级工艺报警，第1级为低级工艺报警。
滋扰报警是指频繁报出、无指导意义或采取正确响应操作后仍不能恢复正常的报警，主要包括间歇报警、瞬闪报警、陈旧报警等。
操作员抑制的报警必须得到有效的管控以确保在适当的时候能及时解除抑制，受到合理管控的报警抑制称为报警搁置。操作员在班组交接前应全面掌握报警搁置的详细信息，包括已经被抑制或被禁用的报警位号及传感器发生故障的仪表报警位号等。报警搁置所持续的时间应能在控制系统上进行设置和显示，当到达报警搁置的时间限制时，系统应提示操作员确认是否解除报警搁置。
在工艺装置中，大多数报警设置是针对设备的正常操作状态的。但是工艺设备经常会有不止一种正常操作状态，如开工状态、停工状态、切换产品牌号、切换进料来源、改变工艺操作负荷等。在正常工况下，部分工艺单元或备用设备处于正常停工状态，可能会产生大量不必要的报警，甚至逐渐成为陈旧报警并极有可能导致报警泛滥。
根据报警管理规范的要求，在正常工艺操作情况下不应产生任何报警。只有发生异常工况或非计划外事件时，控制系统才可以产生报警。多工况报警的管理根据工艺单元或工艺设备的各种工况条件进行动态报警设置。
报警泛滥的抑制功能是指根据相关工艺设备的状态或工艺激活条件对预先定义好的报警组进行动态管理。
为了保证控制系统报警设置的完整性，防止由于未授权的报警设置引起事故，提高操作员的工作效率和装置的可靠性，AAS可以提供报警设置的审查和强制恢复功能。
报警信号产生的最直接方式是预先设置报警阈值，将过程测量值和报警阈值进行实时比较，一旦测量值超过报警阈值，则报警信号产生。因此，报警阈值设计正确与否直接关系到报警信号的数量和质量。目前报警系统阈值设计仍然集中于单变量独立设计，并未充分考虑过程变量之间的关联性。然而，工业过程具有明显的关联性，而且各个过程变量之间的关联性强弱不一，该特性在进行报警阈值设计时不容忽视，否则会严重影响误报率和漏报率，致使两者失衡。
报警阈值设计分布在报警管理生命周期的合理化、详细设计两个阶段。其中，合理化阶段会对报警阈值进行设置；详细设计阶段包括对报警死区、延迟、滤波器等的设计，这三者也可以用于对报警阈值的优化设计。
基本过程控制系统应选择合适的报警设定值，且不宜与SIS或其他系统的报警设定值重复。工艺过程中的不同操作工况可能需要设置不同的报警设定值，所有的报警设定值及与之相关的工艺操作工况应记录和归档。
报警系统人机界面对提高报警管理水平至关重要，它通常包括以下功能：报警汇总功能，报警发生后的消音、确认、复位功能，流程图画面中显示重要报警和公共报警功能，细目画面中显示报警状态功能，抑制功能，报警停用功能，报警记录归档功能等。