KCP系統(tǒng)現(xiàn)場變更的實施

李世亮

摘 要：介紹福清1號機組KCP系統(tǒng)的功能及其使用的DCS設備I/A Series的軟件及硬件基本信息，并分析KCP系統(tǒng)需要進行現(xiàn)場變更的原因及變更方案的實施方法。

關鍵詞：KCP DCS I/A Series 控制組態(tài) 現(xiàn)場變更

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0104-02

DCS（Distributed Control System）： 分布式控制系統(tǒng)，也稱集散控制系統(tǒng)，是利用當前的計算機技術、信號處理技術、測量控制技術、通訊網(wǎng)絡技術、CRT技術、圖形顯示技術及人機接口技術，對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)測、操作、管理，同時分散了控制、分散了風險，即風險分散、數(shù)據(jù)集中。核電廠DCS系統(tǒng)進行垂直分解，具體可分為：L0-工藝系統(tǒng)接口層：來自現(xiàn)場儀表的輸入、輸出模擬信號的處理；L1-自動控制和保護層：周期執(zhí)行控制運算；L2-操作監(jiān)視層：人與系統(tǒng)的會話接口；L3-信息管理層：在基礎DCS功能之上的各種高級應用，優(yōu)化控制、WEB Server、與MIS、MES、ERP的接口等。各層既相互獨立又相互聯(lián)系，每一層又可水平分解成若干子集。

1 福清核電1號機組KCP系統(tǒng)介紹

1.1 KCP系統(tǒng)實現(xiàn)的儀控功能

（1）NC級功能：

①核島，常規(guī)島，BOP正常運行控制和監(jiān)視。

②SOE，TRA功能。

③KCP系統(tǒng)自診斷和故障報警。

④KCP系統(tǒng)T3不閉鎖試驗功能等。

（2）NC*級功能。

①火災探測，消防相關功能。

②RCC-P中定義的極不可能和特殊工況下的一些監(jiān)控功能。

③冷停堆相關的一些監(jiān)控功能。

1.2 KCP系統(tǒng)所使用的設備及軟件介紹

硬件設備。KCP系統(tǒng)對應的是DCS中的L1層，所使用的是INVENSYS的I/A Series，其硬件設備主要包括：控制柜（NC/NC+）；P92工作站；EnteraSys N1及N3型交換機等，控制柜內(nèi)部主要由以下幾部分組成：

（1）FBM模塊：FBM模塊是I/A系統(tǒng)的輸入輸出卡件，分為觸點型輸入模塊、觸點型輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊，輸入模塊用于接受現(xiàn)場傳感器信號，并送入控制程序或顯示界面，輸出模塊用于將經(jīng)過處理的控制信號傳送到現(xiàn)場。

（2）Patch Panel：光纖盒，用于將控制器和交換機間的光纖進行分離或合并。

（3）FCP270：I/A系統(tǒng)的控制器，用于邏輯控制和運算，所有控制程序都在此運行，接受FBM輸入信號、HMI指令，并將控制信號發(fā)送到FBM輸出到現(xiàn)場。

（4）背板：背板提供安裝FBM和FCP的插槽，并提供冗余的24VDC接口和通訊接口。

（5）Time Strobe：時鐘脈沖信號收發(fā)器，接受來自時鐘服務器的信號，用于同步此機柜內(nèi)FCP、FBM時鐘。

（6）48 V電源：第三方電源，為現(xiàn)場一些電池閥供電。

（7）48 V電源冗余模塊：用于將兩個48 V電源組成冗余形式供電。

（8）電源報警模塊：當電源故障時，發(fā)出報警信號。

（9）24VDC電源：為I/A系統(tǒng)的FCP、FBM等供電。

（10）此機柜背面還有TA端子，用于接信號線以鏈接FBM和現(xiàn)場傳感器、驅動器等。

軟件功能。福清DCS項目使用的I/A平臺版本是8.4.3，主要包括Foxview（操作及監(jiān)視軟件）、ICC（控制組態(tài)軟件）、SysDef（系統(tǒng)定義）、SMON（系統(tǒng)管理和維護）、AIM*HistorI/An（歷史數(shù)據(jù)處理軟件）等。

Foxview是I/A系統(tǒng)用于進行系統(tǒng)操作和管理的人機接口，它支持自定義環(huán)境配置，提供各種應用軟件的訪問菜單。在進行系統(tǒng)調(diào)試和試驗時，它主要作以下幾方面用途：（1）使用Foxview和foxselect軟件搭配進行控制系統(tǒng)某些點的強制賦值（過程）。（2）作連續(xù)性控制試驗時，利用Foxview的overlay窗口觀察變量的趨勢圖。（3）作PID控制回路的開/閉環(huán)試驗。（4）控制站的性能試驗。（5）臨時增/減點之后，利用臨時畫面驗證。

ICC用于配置控制組態(tài)、提供功能庫，幾乎是全文字界面操作，可以對控制數(shù)據(jù)庫進行在線更改，也可以離線編輯組態(tài)庫卷文件。Block是控制的基本單元，是為了完成某一任務而設計的一些標準算法。其命名規(guī)則：12個以內(nèi)的字母或數(shù)字符組成，常用的Block類型主要有AIN/CIN/AOUT/COUT/LOGIC/PID/CLAC等。Compound由完成某一控制回路的Block組成。在同一個FCP中，模塊之間的連接通過可連接參數(shù)以“Compound名：Block名.Para”的形式連接，Compound名不超過12個字符，可以為大寫字母、數(shù)字和下劃線，名稱在整個網(wǎng)絡里唯一。當Compound的離線，其內(nèi)所有Block都不會被執(zhí)行，Compound里的模塊按其排列順序執(zhí)行。

2 KCP系統(tǒng)現(xiàn)場變更的原因

KCP系統(tǒng)進行現(xiàn)場變更的原因主要分為兩種：一種是上游設計文件發(fā)生變化，而設備及軟件已經(jīng)發(fā)到現(xiàn)場，因此需要在現(xiàn)場進行變更，以滿足設計要求；別一種是原有方案不滿足現(xiàn)場實際需要，為滿足工程要求而進行變更。

設計文件主要包括：邏輯圖、模擬圖、I/O清單以及定值手冊。系統(tǒng)邏輯圖描繪存在于傳感器、控制器、執(zhí)行機構之間的邏輯功能和對有關系統(tǒng)數(shù)據(jù)的邏輯處理，以及與其他系統(tǒng)和本系統(tǒng)其他部分交換的邏輯信號，包括：提供通/斷信號的傳感器、操作員使用的控制器（包括基于人機接口的計算機控制、開關）；系統(tǒng)模擬圖描繪系統(tǒng)控制通道和測量過程，因此它包括通道中全部的模擬信號的處理過程，以及由它引起的系統(tǒng)操作與監(jiān)控，還顯示與其他系統(tǒng)及本系統(tǒng)內(nèi)其他部分的信號交換；I/O清單主要用于向現(xiàn)場工作人員提供輸入/輸出設備的數(shù)量及基本信息；定值手冊用于向DCS供應商、調(diào)試人員和運行人員等提供有關儀表和控制定值的信息，以便進行C&I儀控系統(tǒng)初始值的設定以及電站的初步調(diào)試和連續(xù)運行。endprint

當上述文件發(fā)生變化時，就必須對I/A進行修改，使得現(xiàn)場狀態(tài)與設計文件一致。

在現(xiàn)場的實際工作中經(jīng)常會碰到由于一些條件不滿足（如土建及安裝工期滯后、設備供貨延期以及現(xiàn)場工程質(zhì)量不合格等）而對工程產(chǎn)生不利影響的情況，為保證工程進度及工業(yè)安全需要改變原有方案，此種情況下，也需要對KCP系統(tǒng)進行現(xiàn)場變更。

3 KCP系統(tǒng)現(xiàn)場變更的實施

KCP系統(tǒng)現(xiàn)場變更內(nèi)容主要分為軟件和硬件兩部分。

硬件變更主要是I/O點位數(shù)量的增減。減少I/O點位的方法是直接拆除相應的FBM卡件并拆除其通訊線路；而增加I/O點位的解決方案是首先根據(jù)變更要求確定需要增加的I/O點位數(shù)量及其對應的FBM型號，之后在合適的機柜添加上相應的FBM并完成相應I/O點位的通訊工作即可。

軟件變更包括控制組態(tài)的修改及下裝。直接由邏輯圖、模擬圖、定值手冊、I/O清單生成I/A系統(tǒng)中的控制組態(tài)難度較大，并且不易于控制設計質(zhì)量。相對而言，功能圖是廠家在做控制組態(tài)前，生成的中間文件，較直觀且包含的信息量比較大，易于各方交流和第三方審查。軟件變更需要先生成功能圖，之后根據(jù)功能圖的描述進行組態(tài)文件的編輯，組態(tài)文件編輯常用命令及使用方法如下：

批量修改使用d：/opt/fox/ciocfg/api/iccdrvr.tsk命令文件，Iccdrvr命令可以將文本形式保存的修改文件批量導入到目標控制庫里去，這個文本文件一般由以下命令及參數(shù)組成：

（1）Open要修改CP里的組態(tài)，需先通過此命令打開CP的控制庫，然后使用modify、add等命令來修改組態(tài)。Open命令的語法：open“cp letterbug”參數(shù)用戶名

（2）Close關閉之前使用open命令打開過的數(shù)據(jù)庫，解除CP庫的占用。

（3）Add向使用open命令打開的控制庫里添加Compound或Block。語法：add “Compound名或block名” 位置“Compound名或block名”（是指要新加入的compound或block名的位置），一般寫上一個Compound名，就會將新加入的Compound放在此Compound前，Block類似。End， 是指add內(nèi)容完成，例子：

OPEN 1555UC all fox

Add1APA_N10：113MT_V 1APA_N10：114MT_V

Type=AIN

……（該模塊的常用配置參數(shù)，在此處配置）

End

Close

Exit

（4）Delete 在open命令打開一個控制庫后刪除其中的Compound或Block，語法：delete“Compound名或Block名”。

（5）modify在open命令打開一個控制庫后修改其中的Compound或Block，語法與add一致例子：

OPEN 1555UC all fox

modify 1APA_N10：113MT_V

IOMOPT=1

End

Close

Exit

（6）move調(diào)整Compound或Block執(zhí)行次序，語法與add一致。

（7）exit退出Iccdrvr任務。

命令使用方式iccdrvr.tsk-i“文件名”；例如當時將網(wǎng)關信號1SEC_N2：002MP_V改為硬接點信號至154503第7通道，需將IOMOPT改為1，SCI改為3，可以建立如下文件：1SEC002MP.txt，文件里內(nèi)容：

open 1543UC modify fox

modify 1SEC_N2：002MP_V

IOMOPT=1

PNT_NO=7

DEV_ID=154503

SCI=3

end

close

exit

當需要更新整個FCP的軟件組態(tài)時，必須清空FCP并重新導入組態(tài)文件，方法如下：

（1）打開ICC（在process_eng中依次選取config>control_cfg>CIO_STN_CFG>相應的CP名）。

（2）選擇MAINT>Initial并確認（大約需要5分鐘）。

（3）在SMDH中重啟相應的CP（在process_eng中依次選取system>選擇網(wǎng)絡找到對應的CP>config>equipment change>reboot>both）。

（4）當2、3兩步完成后打開sftmnt之后選取第四項打開程序編輯框，輸入命令：load_all CP名字“新版軟件的目標路徑”（需要在LINUX環(huán)境下使用，在命令框中輸入SH，切換到LINUX環(huán)境）。

每次進行批量修改之后應將修改過的CP的組態(tài)程序導出為ICCPRT文件進行備份，以保證資料的實時性和完整性。具體方法是：打開命令框并切換到LINUX環(huán)境，輸入命令iccprt-p-o路徑及文件名CP名，生成的文件用寫字板打開即可。

參考文獻

[1] B0193AX Rev Y Integrated Control Block Descriptions[Z].

[2] B0193AV Rev P Integrated Control Configurator[Z].

[3] 陳日罡.電廠過程控制機柜系統(tǒng)KCO概述[Z].中國核電工程有限公司.endprint