核電站DCS控制系統中多重命令塊研究

周 鵬 商海龍

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核電站DCS控制系統中多重命令塊研究

周 鵬 商海龍

福建福清核電有限公司，福建 福州 350318

隨著科學技術的發展和數字化的廣泛應用，DCS系統在核電站中發揮的作用尤為突出，DCS逐漸成為核電站中不可缺少的控制系統。如今我國正在建的各大核電站都采用數字化的DCS控制系統，而多重控制模塊是DCS系統中比較特別的操作模塊。就中核集團承建的福清、方家山項目，分析了DCS系統中多重命令塊的控制方案，發現了其中的不足及存在的問題，并提出了相應的解決方案。

核電站；DCS控制系統；多重命令塊

1 POT對象

在方福項目中，DCS系統一層和二層來源于不同廠家的平臺，這就使得需要建立一個鏈接機制，把一層和二層之間的數據聯系起來，而方福項目中把數據聯系起來基于FOXAPI協議[1]。

工程對象塊，即POT來完成基于FOXAPI的一、二層數據傳輸，在方福項目中有許多種類的POT，如模擬量、開關量、執行器、切換器、手動閥、電動閥、電磁閥、調節閥以及多重命令塊這幾大類。

以上幾大類依據具體功能特點，又可分為更具體的小類，各類別的塊所涉及到的數據信息及操控命令均需依據相應的邏輯關系圖來進行配置、定義。多層之間的信息互相傳遞均需經由對應的POT對象進行配置后傳遞。

就所有的操作過程而言，多重命令塊是其中比較特殊的操作對象，以下將對其進行詳細的介紹。

2 多重命令塊控制的分析

2.1 多重命令塊基本操作的分析

要想分析多重命令塊的基本操作，首先得了解其基本功能。多重命令塊是用于完成一個命令可以同時控制多個設備的操作對象，在核電站ETY系統中，就實現了一個命令同時控制ETY006VA以及ETY008VA。

然而多重命令塊可以實現對多個設備同時控制，得益于其操作面板不會受到設備反饋的制約，這也是多重命令塊的控制原理。下圖即為多重命令塊的信號傳輸原理：

由圖1可知，該對象二層僅接受了由一層傳來的確認信號，但其并沒有再接受從0層傳來的反饋信號。這樣，位于多重命令塊的操作面板上的操作按鈕不會被鎖閉。對于其他操作對象來說，位于其操作面板上的操作按鈕會在設備處于關閉狀態時被鎖閉。

多重命令塊同時對多個設備進行控制，比如發出一個開命令后，如果被控制的多個設備其中之一出現了故障而沒有執行命令，在故障解決后，就需要再一次進行開操作來把設備打開。這時候由于其他被控制設備已經進行開操作，就會導致該命令塊上的開操作被閉鎖，這個隨后出現的故障又使得故障解決后的設備不能直接打開，只有在操作塊上執行關操作，待所有被控制的設備關閉以后，操作面板上的開操作才會被激活然后進行后續操作。很明顯，這是不合理的，因此可以證明多重命令塊的控制是不受0層傳來的反饋信號的，這樣使得其可以自由操作，這也為該命令塊的引申功能打下了基礎。

2.2 多重命令塊的引申功能

由于該命令塊可以不受0層的反饋信號，這樣操作面板上的操作按鈕就不會被閉鎖，就不會因為設備是開、關狀態而不能進行操作。因此，該命令塊可以實現一些特殊要求的操作，這也是該命令塊的引申功能，比如REA001PO以及REA002PO的邏輯操作[2]。

3 存在的問題以及解決方法

3.1 存在的問題

REA補水泵的邏輯問題雖然通過采用多重命令塊的方法已基本解決，但是其還存在一些問題。

首先，多重命令塊不是隨便就可以增加的，這取決于畫面的擁擠度。增加多重命令塊就是在畫面上增加一個個對象，會加劇畫面的擁擠程度。在不同的系統中，特別是一回路和一回路輔助系統的畫面早已擁擠，一味地增加對象，不利于操作員對核電廠的監控和控制。

其次，多重命令塊的控制不受0層傳來的反饋信息，因此其操作面板不會進行閉鎖，如果操作員對多重命令塊的操作面板進行開、關操作，而其又不顯示是否已進行過操作，這樣就會導致操作員多次對操作面板進行開、關操控，以至于造成無法預測的后果。

3.2 解決方法

對于解決因多重命令塊而產生的畫面重疊擁擠問題，目前普遍采用被控對象原圖標化的方法。此方法點擊被控對象原圖標時，反饋的顯示結果為多重塊的操控界面，而不是直接顯示出被控對象，這樣一來，需要把所有被控對象分的圖標，分別用多重塊進行一一對應來實現點擊被控對象時在操控器直接顯示出被控對象圖標操控圖標及選項。在方福項目中，DCS平臺由于商務以及局限性的原因，導致不能增加多重命令塊。希望方福項目中DCS的供應商可以根據以上的方法對系統做出改進，實現該功能。這樣就能避免畫面擁擠的現象，以便完成一些特殊的邏輯。

針對無法判斷多重命令塊的操作面板上是否已進行操作的問題，可采取在每一次打開操作面板并且進行操作的按鈕上做一個特殊標記，比如在按鈕上加一個紅色的框。這樣，既可以保證相應的操作不被閉鎖，又能提醒操作員已經進行過該操作，有效地避免無法預測的后果。

4 結語

本文就中核集團承建的福清、方家山項目分析了DCS系統中多重命令塊的控制方案，發現了其中的不足及存在的問題，并對問題提出相應的解決方案。

隨著方福項目的不斷發展，在發現其中的問題并且思考解決的過程中，DCS系統中多重命令塊的控制功能在不斷地改進和完善，有效地提高了系統的穩定性和可靠性。希望在未來新項目的開發中，可以合理地借鑒方福項目的經驗，以及本文所提到的問題和解決方法，優化創新DCS中多重命令塊的控制功能[3]。

[1]李文玉，尤文強.核電站DCS控制系統命令編程淺析[J].華北電力大學學報，2014，8（1）：52-54.

[2]張振寧.核電站DCS控制系統中的多重命令塊解決方案研究[J].核電工業， 2015，5（5）：3-7.

[3]劉海濤.核電站自動化控制系統編程框架淺析[J].電氣時代，2015，10（10）：A20-A21.

Multiple Commands in the Nuclear Power Plant DCS Control System Research

Zhou Peng Shang Hailong

Fujian Fuqing Nuclear Power Co., Ltd., Fujian Fuzhou 350318

With the development of science and technology and the wide application of digital, especially the role of DCS system in power plant, the DCS has become indispensable in the nuclear power plant control system.The nuclear plant now being built in China are using digital DCS control system, and multiple control module is a special operation in DCS system module.This article on nuclear group building in fuqing, Fang Gushan project in the DCS system were analyzed by multiple command control scheme, found the deficiencies and problems, and put forward the corresponding solutions to problems.

nuclear power plant; DCS control system; Multiple commands block

TL362

A

1009-6434（2017）02-0103-02