降低數字化主控室的操作故障率

田雷雷 高卿

海南核電有限公司 海南海口 572733

1 選題背景

海南昌江核電站一期工程參考電站是秦山二期核電站，其中采用數字化控制系統（DCS）是參考電站的重大改進項之一，也是我國后續在建核電站的趨勢，但隨之而來的是設計、安裝、調試和維護的工作量的增加，數字化先進主控室有效控制是核電站安全、穩定、可靠運行的有力保障。運行處核協QC小組切實從電廠實際出發，充分利用參考電廠運行經驗及現有設計資料，對數字化主控室的設計進行全方位審查，分析操作故障原因并制定對策，最終解決問題，保障機組運行安全[1]。

2 現狀調查

根據昌江項目DCS初始設計狀況，我們在工程機上開展的啟停及故障規程驗證（共包括步驟210步），由于這9本規程囊括了核電廠的啟停工況，應用到相關的系統畫面，能夠具有代表意義。DCS操作故障是造成數字化主控室操作故障率高的關鍵所在。

3 原因分析及要因確認

經過對主控室操作故障率高的分析對比和調查，我們發現造成DCS操作故障的原因可以從以下幾方面入手：設備方面——系統設計不正確、設計的畫面不符合系統、設計的畫面布局不合理；程序方面——畫面升版變化后鏈接不可用、規程本體內容變化大、設計的初始鏈接不合理。

通過綜合上述比較各種可能出現的原因，初步判斷造成系統故障的主要因素為：

3.1 系統設計不正確

操作畫面的設計是基于工藝系統的設計完成的，由于系統設計不正確，導致其下游設計文件畫面的設計也不符合要求，近而引發DCS操作故障。

3.2 設計的畫面布局不合理

DCS操作是基于操作畫面完成的，然而在實際操作中發現許多畫面的布局不合理，導致不能夠完全實現數字化規程的功能，從而引起DCS操作故障。

3.3 畫面升版變化后鏈接不可用

數字化規程的鏈接是依據數字化操作畫面進行設計的，但是在實際設計中由于數字化畫面進行升版后變化內容特別大，導致原設計的數字化鏈接不再可用，引發DCS操作故障。

3.4 設計的初始鏈接不合理

數字化規程鏈接的初始設計是由供貨商TCN公司進行設計的，雖然設計團隊有良好的設計經驗及技能，但是從運行角度來看，許多設計的鏈接不能滿足操縱員控制需求，不能夠集中監視不同系統的參數，導致在操作過程中引發DCS操作故障

4 制定對策與實施

4.1 協調系統設計

4.1.1 建立管理體制，完善設計審查機制

昌江核電工程設計院包括CNPE、NPIC、ECEPDI，QC小組針對系統設計問題召開小組會議，并通過與各方溝通協定，在處內建立了統一的流程機制，該機制主要分兩步實施，第一步是發現問題之后對問題進行反饋的實施步驟，第二步是設計院答復后，對答復進行處理的實施步驟，若在此時需要繼續答復設計院，則重新執行第一步的流程：

圖1 提交問題流程

4.1.2 利用設計協調會解決問題

設計協調會作為業主和設計院很好的交流平臺，QC小組充分利用其價值，積極梳理日常遇到的設計問題，定期參加設計協調會，將重要議題提至協調會中去協商解決[2]。

4.2 升版人機界面

為解決問題，經過QC小組開會分析討論，組織人力進行人機界面（畫面、BUP/RSS/ECP盤面、事故規程畫面）全方位審查，建立流程如下，也是分兩步實施，第一步是對畫面進行審查并反饋的流程，第二步是收到新版畫面后審查意見修改落實情況的流程。

4.2.1 根據升版畫面修改數字化規程

依據最新版畫面完成鏈接升版后，規程操作能夠100%符合新版畫面，這樣既能減少操縱員切換畫面帶來的麻煩，也能使操縱員在操作過程中對不同系統的參數集中監視，掌控整個過程，減少操作失誤。

4.2.2 升版TCN添加的初始鏈接

通過對規程鏈接的分析及修改，使規程操作畫面定位準確率達100%，不僅節省處理報警的時間，還可以穩定操縱員情緒，有利于故障處理。在實際操作過程中，有合理鏈接的規程，無論是在縮短操作時間、增加操作準確性，還是穩定操縱員情緒方面都表現出很大優勢，這也是數字化規程要達到的目的。

5 結論與成效

通過采取針對性的質量控制措施，使數字化主控室操作的故障率大大降低。經過改進，最大程度了優化人機界面的可操作性，從近期來看，保證了操縱員培訓的DCS配置基本要求；從長遠來看，其大大降低的機組操作故障和事故的可能性[3]。