核電站DCS控制系統(tǒng)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(tǒng)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(xué)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字化的廣泛應(yīng)用，DCS系統(tǒng)在核電站中發(fā)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(tǒng)。如今我國正在建的各大核電站都采用數(shù)字化的DCS控制系統(tǒng)，而多重控制模塊是DCS系統(tǒng)中比較特別的操作模塊。就中核集團(tuán)承建的福清、方家山項(xiàng)目，分析了DCS系統(tǒng)中多重命令塊的控制方案，發(fā)現(xiàn)了其中的不足及存在的問題，并提出了相應(yīng)的解決方案。

核電站；DCS控制系統(tǒng)；多重命令塊

1 POT對(duì)象

在方福項(xiàng)目中，DCS系統(tǒng)一層和二層來源于不同廠家的平臺(tái)，這就使得需要建立一個(gè)鏈接機(jī)制，把一層和二層之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，而方福項(xiàng)目中把數(shù)據(jù)聯(lián)系起來基于FOXAPI協(xié)議[1]。

工程對(duì)象塊，即POT來完成基于FOXAPI的一、二層數(shù)據(jù)傳輸，在方福項(xiàng)目中有許多種類的POT，如模擬量、開關(guān)量、執(zhí)行器、切換器、手動(dòng)閥、電動(dòng)閥、電磁閥、調(diào)節(jié)閥以及多重命令塊這幾大類。

以上幾大類依據(jù)具體功能特點(diǎn)，又可分為更具體的小類，各類別的塊所涉及到的數(shù)據(jù)信息及操控命令均需依據(jù)相應(yīng)的邏輯關(guān)系圖來進(jìn)行配置、定義。多層之間的信息互相傳遞均需經(jīng)由對(duì)應(yīng)的POT對(duì)象進(jìn)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(duì)象，以下將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)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(gè)命令可以同時(shí)控制多個(gè)設(shè)備的操作對(duì)象，在核電站ETY系統(tǒng)中，就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)命令同時(shí)控制ETY006VA以及ETY008VA。

然而多重命令塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)設(shè)備同時(shí)控制，得益于其操作面板不會(huì)受到設(shè)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(hào)傳輸原理：

由圖1可知，該對(duì)象二層僅接受了由一層傳來的確認(rèn)信號(hào)，但其并沒有再接受從0層傳來的反饋信號(hào)。這樣，位于多重命令塊的操作面板上的操作按鈕不會(huì)被鎖閉。對(duì)于其他操作對(duì)象來說，位于其操作面板上的操作按鈕會(huì)在設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)被鎖閉。

多重命令塊同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行控制，比如發(fā)出一個(gè)開命令后，如果被控制的多個(gè)設(shè)備其中之一出現(xiàn)了故障而沒有執(zhí)行命令，在故障解決后，就需要再一次進(jìn)行開操作來把設(shè)備打開。這時(shí)候由于其他被控制設(shè)備已經(jīng)進(jìn)行開操作，就會(huì)導(dǎo)致該命令塊上的開操作被閉鎖，這個(gè)隨后出現(xiàn)的故障又使得故障解決后的設(shè)備不能直接打開，只有在操作塊上執(zhí)行關(guān)操作，待所有被控制的設(shè)備關(guān)閉以后，操作面板上的開操作才會(huì)被激活然后進(jìn)行后續(xù)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(hào)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(chǔ)。

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(hào)，這樣操作面板上的操作按鈕就不會(huì)被閉鎖，就不會(huì)因?yàn)樵O(shè)備是開、關(guān)狀態(tài)而不能進(jìn)行操作。因此，該命令塊可以實(shí)現(xiàn)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(bǔ)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(gè)個(gè)對(duì)象，會(huì)加劇畫面的擁擠程度。在不同的系統(tǒng)中，特別是一回路和一回路輔助系統(tǒng)的畫面早已擁擠，一味地增加對(duì)象，不利于操作員對(duì)核電廠的監(jiān)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(huì)進(jìn)行閉鎖，如果操作員對(duì)多重命令塊的操作面板進(jìn)行開、關(guān)操作，而其又不顯示是否已進(jìn)行過操作，這樣就會(huì)導(dǎo)致操作員多次對(duì)操作面板進(jìn)行開、關(guān)操控，以至于造成無法預(yù)測的后果。

3.2 解決方法

對(duì)于解決因多重命令塊而產(chǎn)生的畫面重疊擁擠問題，目前普遍采用被控對(duì)象原圖標(biāo)化的方法。此方法點(diǎn)擊被控對(duì)象原圖標(biāo)時(shí)，反饋的顯示結(jié)果為多重塊的操控界面，而不是直接顯示出被控對(duì)象，這樣一來，需要把所有被控對(duì)象分的圖標(biāo)，分別用多重塊進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊被控對(duì)象時(shí)在操控器直接顯示出被控對(duì)象圖標(biāo)操控圖標(biāo)及選項(xiàng)。在方福項(xiàng)目中，DCS平臺(tái)由于商務(wù)以及局限性的原因，導(dǎo)致不能增加多重命令塊。希望方福項(xiàng)目中DCS的供應(yīng)商可以根據(jù)以上的方法對(duì)系統(tǒng)做出改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)該功能。這樣就能避免畫面擁擠的現(xiàn)象，以便完成一些特殊的邏輯。

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

4 結(jié)語

本文就中核集團(tuán)承建的福清、方家山項(xiàng)目分析了DCS系統(tǒng)中多重命令塊的控制方案，發(fā)現(xiàn)了其中的不足及存在的問題，并對(duì)問題提出相應(yīng)的解決方案。

隨著方福項(xiàng)目的不斷發(fā)展，在發(fā)現(xiàn)其中的問題并且思考解決的過程中，DCS系統(tǒng)中多重命令塊的控制功能在不斷地改進(jìn)和完善，有效地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。希望在未來新項(xiàng)目的開發(fā)中，可以合理地借鑒方福項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，以及本文所提到的問題和解決方法，優(yōu)化創(chuàng)新DCS中多重命令塊的控制功能[3]。

[1]李文玉，尤文強(qiáng).核電站DCS控制系統(tǒng)命令編程淺析[J].華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，8（1）：52-54.

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

[3]劉海濤.核電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)編程框架淺析[J].電氣時(shí)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

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1009-6434（2017）02-0103-02