淺談全范圍模擬機PLM時序問題及解決方案分析

賴 偉,吳鵬飛

（福建福清核電有限公司,福建 福清 350300）

淺談全范圍模擬機PLM時序問題及解決方案分析

賴 偉,吳鵬飛

（福建福清核電有限公司,福建 福清 350300）

介紹福清核電全范圍模擬機DCS的基本配置的結構；闡述PLM問題在模擬機上的現狀，分析問題形成的原因，在DCS中追溯信號專遞過程，通過分析邏輯設計得出解決方案，并在模擬機上進行修改測試。根據測試結果選擇最優化解決方案。保證模擬機的可行性提高仿真度，為現場DCS可能出現的相關PLM時序問題提供參考。

全范圍模擬機；DCS；PLM；時序問題

LPM是DCS一層中設計的一個優選模塊，其作用主要是按照優先級的不同選擇響應不同輸入端邏輯信號。但是在實際模擬機培訓和實驗驗證工作中發現，運用了LPM模塊的部件在特殊瞬態情況下，會出現Level2畫面部件狀態異常，造成無法在KIC中進行操作的嚴重后果。所以為保證培訓的完整性和逼真度必須防止此類問題的出現。

1 LTCS概述

LTCS即Logic of Typical Component Status，典型合成狀態邏輯。DCS中的各個POT的狀態是由LTCS規定的將狀態反饋到部件上面。LTCS相當于DCS狀態的設計基準。

LTCS中規定了DCS中不同狀態對應的基于DCS邏輯信號的描述。通過狀態表設計了在_S部件中對應位觸發即在KIC上顯示相應狀態。如IN4觸發或IN5觸發均出現故障狀態部件變紅色。保護開和保護關時畫面顯示部件為黃色。保護與故障都是在LTCS定義的情況下的輸出，而異常狀態顯示（洋紅色）多數情況下是不在LTCS定義中的信號組合輸出。簡單來說，不管是保護還是故障狀態均是DCS預期的部件狀態；而異常狀態則是超出DCS預期的未知狀態。在PLM問題中部件變為洋紅色即是出現了沒有預期的信號組合。此邏輯在L1模塊中實現。故障分為開故障（start fault）與關故障（stop fault）。開關故障信號前均設置一個RS觸發器，S端接入START/STOP命令，R端接入全開，全關狀態。

2 PLM時序問題的產生

ECP盤上的按鍵是通過手動方式將信號傳遞到設備執行機構。ECP盤信號線通過機柜直接連接PLM模塊。當需要在ECP盤臺上緊急制動時，ECP上按鈕按下信號將直接送至PLM模塊，由于其優先級為第二級則沒有1E保護邏輯信號的前提下PLM將立即響應，并輸出到執行機構。執行機構接受到制動信號立即動作，直到打到指定位置，完成控制邏輯。于此同時，ECP盤將信號同時傳遞給1E，1E通過計算再流轉到NC或NC+。執行機構動作以后，設備狀態將會實時反饋至一層參與運算。ECP上的手動命令直接通過PLM模塊輸出給設備，因此信號沒有通過DCS。PLM根據優先級響應了ECP的命令，屏蔽了當前DCS的信號。當信號由ECP經1E到非安全級邏輯時，執行機構已經優先響應了ECP的手動信號。由IA中故障狀態的生成原理可知，L2中的故障開和故障關由RS觸發器記憶輸出，當ECP信號優先被響應，設備狀態離開全開全關狀態時，RS觸發器失去R端復位信號；此時S端由于信號計算和傳遞耗時，還沒有收到1E的輸入因此保持之前的輸出；因此觸發器便記憶了故障信號；當信號正常時，由于無法復位則導致故障信號一直存在。此時32位碼在LTECS中并無定義。于是顯示出洋紅色異常狀態。

3 解決方案分析

出現此情況原因在于一層邏輯與狀態的不一致，部件狀態先于控制命令響應。那可以設想延遲狀態反饋信號，使得在時間上不至于出現差錯的情況。考慮在設備驅動機構前增加一個延時，在每次動作時都延時固定時間已達到延遲狀態反饋的效果。但此方法減慢設備快速響應緊急命令的速度，對于機組安全運行來講是非常不利的；考慮在狀態反饋后，到達IA前加延時。但是此方法在快速開關信號反復切換時可能出現故障，延時多少時間也是難以設定的；綜合以上分析，延遲設備狀態反饋信號的設想有悖于提高設備響應速度，提高性能的原則；再加上技術上實施難度大，風險高，因此應考慮其他方案。

分析L2故障產生邏輯可知，故障產生是因為保持輸入全開；復位信號消失。由于閥門實際已經動作，不在全開全關位置，復位信號的確應該消失。那就需要在此情況下不保持S端的輸入。考慮在延時之前與上全開全關的非，一方面在ECP命令控制時，由于輸入前端均有一延時，則在狀態改變時S端重新計算延時。這樣在短暫的延時之內保持的信號即會消失從而避免記憶故障狀態；另一方面，在正常邏輯運算時，全開全關取0在中間狀態不影響故障運算；在全開全關時R端對信號進行復位，后端始終輸出為0。經分析此方法簡單有效，不影響DCS正常故障運算。修改后的L2邏輯簡圖如下圖所示。此方案，僅需分別在開關故障延時前端加上一個與門和非門，盡可能小的對其邏輯進行修改，在理論上對整個效率和功能沒有影響。

將邏輯修改實施到1號模擬機DCS中。按照相同步驟：在滿功率下，ECP盤手動安注，測試RCV003VP動作及狀態。經測試，部件狀態正常響應，沒有再次出現洋紅色故障現象。故障消除，驗證方案正確。

4 結論

提出的方案實施簡單不需增加新的硬件僅需修改部分內部邏輯。但是若要完全解決所有部件異常問題需要將所有問題部件逐一修改，工作量較大。解決ECP手動控制后，部分設備的狀態問題，確保進行后續操作，保證了模擬機的可用性。為現場可能出現的類似問題提供參考和借鑒意義。

[1][美]Invensys，Priority Logic Module User’s Guide,2010,September.

[2][美]Invensys，1E RPS Level 1 Hardware Design Description,2012,September．

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.108

賴偉（1987-）,男,四川瀘州人,本科,工程師,研究方向：模擬機維護。