電子報警卡在大亞灣核電站KIT/KPS系統改造中的應用

北京廣利核系統工程有限公司 宮旭德，鄭偉智

1 引言

基于早期SOLAR計算機技術的大亞灣核電站集中數據處理系統分為數據采集與處理[1][2]、安全監(jiān)督盤[3-5]這2個子系統，即KIT/KPS系統，在實施國產全數字化升級改造后新定制開發(fā)的KIT/KPS系統，是以大亞灣原KIT/KPS系統的功能需求，特別是以PUD (設備機組描述)文件為依據，參考相對先進的嶺澳核電站KIT/KPS系統的架構和功能特點，并基于和利時公司生產的DCS NM系列硬件和HOLLiAS_MACSⅥ組態(tài)軟件平臺進行研發(fā)。該系統除了實現原KIT/KPS系統的全部功能外，還增加了多項經大亞灣和嶺澳核電站多年運行實踐所驗證的必須功能，其中就包括本文所闡述的電子報警卡功能。大亞灣KIT/KPS系統國產化升級改造的成功實施，不僅解決了原系統技術落后、設備老化、難以維持正常運行的難題，而且率先實現了對引進核電站自動化系統進行國產化、數字化的改造，這在一定程度上擺脫了對外商的依賴，并為今后類似系統的升級改造，為進一步實施大亞灣核電站控制系統的全面數字化、網絡化改造積累了寶貴的經驗并打下了堅實的技術基礎。

核電站內報警卡包含了所有報警信號相關的信息，涉及絕大多數現場工藝系統，是操作員處理報警最重要的參考文件。報警卡文件以紙質文檔形式放置在主控室的文件柜中，文件規(guī)模龐大，操作員使用時需花長時間查找，影響處理報警的速度，同時出現的報警信號越多，速度問題越突出。與原系統相比，新的KIT/KPS系統實現了智能化的電子報警卡，操作人員可以從報警信息和報警卡索引畫面中快速調出需要的報警卡。

本文主要介紹了電子版報警卡在KIT/KPS系統中的實現方式及流程，由于操作員在處理核電站信號報警的同時還需參考相關的報警邏輯圖及報警信號變量列表[6]，因此本次改造的電子報警卡中還包含被調用邏輯圖的超鏈接、報警信號變量列表等。經系統運行后現場操作員及維修人員反饋，電子報警卡在KIT/KPS系統中的應用縮短了他們用于查詢紙制文件的時間，同時也方便于他們對于報警信號變量邏輯的查找定位。該項目經現場實施1年后，從系統運行及客戶反饋結果證明，改造系統中報警卡功能運行良好。

2 舊報警處理流程及存在問題

紙制報警卡（如圖1所示）文件是核電站操作員處理現場信號報警時必須參考的重要文件，文件內容包括：報警發(fā)生的位置、報警文本信息、報警源頭、報警嚴重等級、報警發(fā)生的原因分析、要求采取的行動和后果分析等內容。

圖1 紙制版報警卡

系統改造前現場操作人員對于報警信號的處理流程參見如圖2所示，其中AA（Visual alarm）指可見報警信號、EC（Shieldcomputer logic input）指屏蔽—計算機邏輯輸入。

當現場光字牌報警發(fā)生時，操作員根據報警發(fā)生的位置記下光字牌報警窗所對應的報警變量名稱，根據報警名稱在文件柜中依序查找紙制報警卡，同時根據報警卡所描述的內容記下此報警所關聯的傳感器變量、EC變量及所對應的邏輯圖位置，再根據位置的名稱在文件柜中依序查找邏輯圖，從而根據所查詢的資料進行報警原因的分析。由于現場報警變量繁多，每次處理報警分析事件要花費大量操作人員的時間，故針對現場報警處理流程的電子化改造迫在眉睫。

圖2 原報警處理流程

3 電子報警卡關鍵技術分析

3.1 設備數據表的設計

KIT/KPS系統中的集中數據處理系統主要處理來自現場一次儀表的信號，含開關信號采集變量點和模擬信號采集變量點，設備數據表主要用于顯示采集變量點的一些基本信息，包括：變量點名、變量點描述、變量點當前值、變量點有效性、處理模件類型、處理模件地址、模件通道號、電氣和物理量程等。由于關聯報警卡的變量主要為開關量，故在系統數據庫及設備數據表的設計過程中針對所有開關信號采集變量點均加入報警卡調用布爾屬性及報警卡調用按鈕。

3.2 報警盤及報警窗的繪制

報警盤及報警窗（報警窗即現場報警光字牌）分布在核電站的主控室內，報警盤分若干類，報警窗為報警盤的子類細化，分別對應于不同的AA報警。當現場一次儀表信號觸發(fā)報警時，相對應的報警窗會被激活點亮，以閃爍的形式通知電站當值操作人員進行報警處理[7][8]。

本次KIT/KPS系統改造中，系統的軟件平臺是基于和利時公司的HOLLiAS_MACSⅥ組態(tài)軟件系列，利用該軟件的圖形編輯功能，可以輕易的將報警盤及報警窗的軟件實現集成于系統平臺中。

3.3 報警卡的繪制

報警卡的繪制流程如圖3所示，根據核電站現場提供的電子版報警信號手冊，依次提取單頁報警卡文檔，為了與KIT/KPS系統界面一致，將白色背景頁面均進行反色形成黑色背景白色字體的頁面，此外，對于報警卡頁面的邏輯圖鏈接位置均加入電子版邏輯圖的超鏈接，其中鏈接關系主要參考《大亞灣報警卡鏈接關系表》。最后，對于更正后的報警卡文件以網頁形式存檔供系統平臺調用。

圖3 報警卡繪制流程

報警卡文件命名分兩種方式：如果文件（單個AA）頁數小于10張，則命名為“AA名+頁數+總頁數”；如果文件（單個AA）頁數大于10張，則命名為“AA名+頁數（從01開始順序下排）”。

3.4 邏輯圖的繪制

邏輯圖的繪制仍采用和利時公司的HOLLiAS_MACSⅥ組態(tài)軟件的圖形編輯功能，根據《大亞灣核電站系統邏輯圖列表》依次進行邏輯圖的繪制，從而轉化成為MACSⅥ軟件平臺的圖形文件，并供系統平臺調用。

3.5 關聯變量表單的整理

在系統數據庫的設計過程中，對于單張報警卡所關聯的EC變量名有的屬于系統數據庫中的開關信號采集變量點，但有的關聯EC名并不在系統數據庫中，但與之對應的有相關的傳感器變量名，故我們設置如表1的一種表單，供KIT/KPS系統平臺調用，這樣我們在調用單張報警卡的同時可以定位到與本張報警卡相關的開關信號變量點報警。

表1 報警卡關聯變量表單

4 新報警處理流程

新報警流程處理的方式如圖4所示，具體步驟如下：

圖4 新報警處理流程

步驟1：KIT/KPS系統平臺的開關變量發(fā)生報警；

步驟2：進入系統的報警變量列表，找到相關的報警變量；

步驟3：調出該報警變量的設備數據表，轉步驟6，或以步驟4為開始項；

步驟4：直接進入KIT/KPS系統平臺的報警盤頁面；

步驟5：由相應的報警盤調用報警窗頁面；

步驟6：找到相應的AA報警卡頁面；

步驟7：由報警卡頁面下方的變量列表中可定位相關的報警變量（關聯傳感器變量或關聯EC變量）；

步驟8：由報警卡頁面中提供的鏈接可以定位相關的邏輯圖，從而分析并確認報警原因，電子報警卡顯示畫面如圖5所示。

圖5 電子版報警卡畫面

5 結語

本次KIT/KPS系統改造突破了原有系統的技術限制條件，利用當代計算機和自動化技術對系統進行升級開發(fā)，并根據現場積累的經驗對系統功能實施擴展，新的系統在穩(wěn)定性、可擴展性以及人機交互性等方面均得到全面改善。系統集成電子報警卡后，大大方便了現場操作員針對報警的查找分析，優(yōu)化了操作員的工作時間安排。本文介紹了KIT/KPS系統中電子報警卡功能的設計思路——變量數據表中報警卡調用按鈕的添加，報警盤、報警窗的繪制，電子版報警卡的制作，邏輯圖的繪制，報警卡關聯變量表單的整理，同時給出了新報警卡處理的實例展示流程，通過現場用戶的反饋，新的報警處理流程方式更加便捷可靠。

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