基于MS Access的核電廠DCS I/O數(shù)據(jù)管理方法研究

謝挺 李敏 潘玉

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基于MS Access的核電廠DCS I/O數(shù)據(jù)管理方法研究

謝挺 李敏 潘玉

中核控制系統(tǒng)工程有限公司，北京 100176

I/O數(shù)據(jù)管理是核電DCS控制系統(tǒng)的重要組成部分。在分析核電廠DCS系統(tǒng)I/O數(shù)據(jù)需求和MS Access數(shù)據(jù)管理優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，提出了基于MS Access的核電廠DCS I/O 數(shù)據(jù)管理方法。實(shí)際應(yīng)用表明，此方法管理I/O數(shù)據(jù)既快捷又準(zhǔn)確，可提高核電DCS設(shè)計(jì)的工作效率。

核電廠；DCS；I/O數(shù)據(jù)管理；MS Access

引言

核電具有經(jīng)濟(jì)清潔、高效等特點(diǎn)，受到了人們的廣泛關(guān)注。隨著核電在我國(guó)的發(fā)展，核電集散控制系統(tǒng)（Distributed Control System，DCS）在國(guó)內(nèi)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，核電DCS系統(tǒng)已是核電站的重要組成部分之一。此系統(tǒng)的性能直接影響著核電站的可靠性[1]。I/O數(shù)據(jù)管理是DCS控制系統(tǒng)的重要組成部分。它是硬件分配和軟件組態(tài)的基礎(chǔ)。核電廠工藝復(fù)雜，控制設(shè)備種類繁多，導(dǎo)致核電DCS I/O點(diǎn)數(shù)量多，I/O點(diǎn)信號(hào)類型、供電方式多種多樣，因此合理的I/O管理非常重要[2-3]。

1 核電廠DCS系統(tǒng)I/O數(shù)據(jù)需求

核電廠DCS系統(tǒng)I/O數(shù)據(jù)需求主要包含信號(hào)名、信號(hào)類型、所屬系統(tǒng)、機(jī)組、安全級(jí)、供電列、供電方式、回路電壓等信息。

（1）信號(hào)名：唯一性，用來(lái)區(qū)分各個(gè)I/O信號(hào)；

（2）信號(hào)類型：區(qū)分模擬量I/O信號(hào)或數(shù)字量I/O信號(hào)；

（3）所屬系統(tǒng)：核電站系統(tǒng)繁多，以系統(tǒng)名為組匯總I/O信號(hào)；

（4）機(jī)組：區(qū)分核電廠機(jī)組號(hào)；

（5）安全等級(jí)：區(qū)分NC和NC+，NC+信號(hào)需要滿足抗震要求，相應(yīng)的采集機(jī)柜需要做抗震鑒定；

（6）供電列：區(qū)分供電列（A、B列），要求控制系統(tǒng)的供電列要和工藝系統(tǒng)的供電列一致，A、B列設(shè)備之間是實(shí)體和電氣隔離的；

（7）供電方式：區(qū)分I/O信號(hào)供電源是DCS供電或現(xiàn)場(chǎng)供電；

（8）回路電壓：區(qū)分I/O信號(hào)所在回路電壓，此信息決定硬件的選型；

（9）此外，I/O信號(hào)的信息還包括一些信號(hào)端接信息和軟件組態(tài)信息。

2 MS Access在核電廠控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)

核電廠DCS項(xiàng)目中所要設(shè)計(jì)和維護(hù)的I/O信號(hào)數(shù)據(jù)繁多，每個(gè)I/O信號(hào)都含有眾多相關(guān)信息。隨著設(shè)計(jì)輸入的更新以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的變化，我們需要及時(shí)更新數(shù)據(jù)庫(kù)。MS Access數(shù)據(jù)庫(kù)作為一種小型數(shù)據(jù)庫(kù)管理的解決方案，能夠滿足我們的需求，是一個(gè)能夠快速提高工作質(zhì)量和效率的方法，具有以下優(yōu)勢(shì)。

（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，我們建立的數(shù)據(jù)庫(kù)是一種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用統(tǒng)一的二維表作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不存在復(fù)雜的內(nèi)部聯(lián)系，具有較高的簡(jiǎn)潔性。

（2）良好的使用基礎(chǔ)，MS Access是使用非常廣泛的辦公軟件，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)單。它的使用不涉及系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，用戶不必了解，更無(wú)需干預(yù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。所用數(shù)據(jù)語(yǔ)言均為非過(guò)程性語(yǔ)言，因此使用起來(lái)很方便。

（3）操作過(guò)程直觀，使用者無(wú)需掌握深層的MS Access知識(shí)，易學(xué)易用，簡(jiǎn)化了軟件使用過(guò)程的復(fù)雜程度，而且所建立的數(shù)據(jù)庫(kù)比較簡(jiǎn)單，因此數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)周期短且易于維護(hù)和更新。

（4）更新方便，使用靈活，設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)庫(kù)可以隨時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)人員的要求，增加新功能，在具備很強(qiáng)的適用性的同時(shí)，還具有很好的擴(kuò)展能力。

總之，用MS Access數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)核電廠DCS控制系統(tǒng) I/O信號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理，使用方便，運(yùn)行穩(wěn)定，研發(fā)成本低，對(duì)數(shù)據(jù)的處理準(zhǔn)確，完全可以完成對(duì)所有信息的分類處理和查詢，可以達(dá)到設(shè)計(jì)人員的工作需求。

3 MS Access在核電廠控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

數(shù)據(jù)庫(kù)的功能設(shè)計(jì)是核電廠DCS控制系統(tǒng) I/O信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建之前的首要工作，關(guān)系到以后能否真正地利用這一手段對(duì)I/O數(shù)據(jù)的情況進(jìn)行分析和處理。

3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)功能設(shè)計(jì)

根據(jù)核電廠需求和設(shè)計(jì)院提供的設(shè)計(jì)輸入(模擬圖，邏輯圖，I/O信號(hào)清單，設(shè)定值手冊(cè)等)要求，建立了初期的數(shù)據(jù)庫(kù)功能設(shè)計(jì)方案，見(jiàn)圖1。

圖1 I/O數(shù)據(jù)信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)總表

數(shù)據(jù)庫(kù)總表的內(nèi)容主要包括各系統(tǒng)的點(diǎn)名、傳遞單號(hào)、信號(hào)類型、信號(hào)描述、安全分區(qū)、供電列、供電方式、信號(hào)工程單位、信號(hào)量程范圍、系統(tǒng)名、機(jī)組號(hào)、回路電壓、機(jī)柜電源、觸點(diǎn)類型、觸點(diǎn)容量、軟件組態(tài)、硬件分配信息，等等。其中軟件信息包含功能塊名、信號(hào)類型、控制模版名稱、控制模版參數(shù)、報(bào)警高/低限值、報(bào)警高高/低低限值等，硬件分配信息主要包含所分配I/O卡件位置以及具體通道號(hào)。

數(shù)據(jù)庫(kù)總表包含了每個(gè)I/O信號(hào)的所有信息，這些信息不僅關(guān)系到I/O信號(hào)分配和硬件選型，而且關(guān)系到后期軟件組態(tài)設(shè)置問(wèn)題。它是一切工作的源頭，也是直接影響工作進(jìn)程的關(guān)鍵因素。圖2是總表與其它表之間的關(guān)系。

圖2 數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)和關(guān)系

3.2.1 查詢功能的設(shè)計(jì)

查詢功能設(shè)計(jì)的目的就是為了讓軟件和硬件設(shè)計(jì)人員更便捷地找到所需要的信息，查詢表分類別設(shè)計(jì)，提供了更直觀的操作和簡(jiǎn)單的使用方式。查詢表主要包含軟件組態(tài)信息、功能圖硬點(diǎn)信息、機(jī)柜卡件使用統(tǒng)計(jì)、卡件通道使用統(tǒng)計(jì)、I/O信號(hào)端接表等。

3.2.2窗體導(dǎo)入功能

窗體導(dǎo)入功能的設(shè)計(jì)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的核心。它主要包含數(shù)據(jù)庫(kù)操作和I/O信號(hào)分配功能。數(shù)據(jù)庫(kù)操作（見(jiàn)圖3）功能主要是為了更新數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)信息比較。在窗體操作的好處是避免直接在相應(yīng)數(shù)據(jù)表中誤操作，而且在此窗體中的任何操作都會(huì)記錄到操作記錄表中，方便后期的追蹤和修改，比較產(chǎn)生的數(shù)據(jù)差異也會(huì)存儲(chǔ)到差異對(duì)比表中，以便審查修改的操作是否正確。

圖3 數(shù)據(jù)庫(kù)操作窗體

4 結(jié)論

利用MS Access數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)核電廠項(xiàng)目中I/O信號(hào)的匯總和維護(hù)工作進(jìn)行管理是可行的，且實(shí)際應(yīng)用證明它能大大提高工程人員在組態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的工作效率，并且其運(yùn)行穩(wěn)定，調(diào)整方便，使用靈活，對(duì)數(shù)據(jù)的處理既快捷又準(zhǔn)確。此方法已應(yīng)用于海南昌江核電廠1、2號(hào)機(jī)組和福建福清核電廠3、4號(hào)機(jī)組，很好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)DCS I/O數(shù)據(jù)的處理。

[1]范新舉.DCS系統(tǒng)在核電站中的應(yīng)用[J].應(yīng)用交流，2010（24）：191-192.

[2]王強(qiáng).核電廠DCS控制系統(tǒng)I/O分配的原則和方法[J].自動(dòng)化儀表，2014，35（2）：50-57.

[3]相溢炯，馮堅(jiān).核電非安全級(jí)DCS系統(tǒng)輸入輸出(I/O)分配方案[J].科技視界，2012（24）：303-305.

Research on DCS I/O Data Management Method Based on MS Access of Nuclear Power Plant

Xie Ting Li Min Pan Yu

China Nuclear Control System Engineering Co., Ltd., Beijing 100176

I/O data management is important in DCS control system of nuclear power plant. Based on the analysis of DCS I/O data management requirement of nuclear power plant and the advantage of MS Access I/O data management, a DCS I/O data management method based on MS Access was proposed. The practical application shows that the method can process DCS I/O data accurately and quickly, which can improve work efficiency of DCS design.

Nuclear Power Plant;DCS;I/O Data Management;MS Access

TP273+.5

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