淺談全范圍模擬機(jī)PLM時(shí)序問(wèn)題及解決方案分析

賴(lài) 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(jī)PLM時(shí)序問(wèn)題及解決方案分析

賴(lài) 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(jī)DCS的基本配置的結(jié)構(gòu)；闡述PLM問(wèn)題在模擬機(jī)上的現(xiàn)狀，分析問(wèn)題形成的原因，在DCS中追溯信號(hào)專(zhuān)遞過(guò)程，通過(guò)分析邏輯設(shè)計(jì)得出解決方案，并在模擬機(jī)上進(jìn)行修改測(cè)試。根據(jù)測(cè)試結(jié)果選擇最優(yōu)化解決方案。保證模擬機(jī)的可行性提高仿真度，為現(xiàn)場(chǎng)DCS可能出現(xiàn)的相關(guān)PLM時(shí)序問(wèn)題提供參考。

全范圍模擬機(jī)；DCS；PLM；時(shí)序問(wèn)題

LPM是DCS一層中設(shè)計(jì)的一個(gè)優(yōu)選模塊，其作用主要是按照優(yōu)先級(jí)的不同選擇響應(yīng)不同輸入端邏輯信號(hào)。但是在實(shí)際模擬機(jī)培訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作中發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用了LPM模塊的部件在特殊瞬態(tài)情況下，會(huì)出現(xiàn)Level2畫(huà)面部件狀態(tài)異常，造成無(wú)法在KIC中進(jìn)行操作的嚴(yán)重后果。所以為保證培訓(xùn)的完整性和逼真度必須防止此類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)。

1 LTCS概述

LTCS即Logic of Typical Component Status，典型合成狀態(tài)邏輯。DCS中的各個(gè)POT的狀態(tài)是由LTCS規(guī)定的將狀態(tài)反饋到部件上面。LTCS相當(dāng)于DCS狀態(tài)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。

LTCS中規(guī)定了DCS中不同狀態(tài)對(duì)應(yīng)的基于DCS邏輯信號(hào)的描述。通過(guò)狀態(tài)表設(shè)計(jì)了在_S部件中對(duì)應(yīng)位觸發(fā)即在KIC上顯示相應(yīng)狀態(tài)。如IN4觸發(fā)或IN5觸發(fā)均出現(xiàn)故障狀態(tài)部件變紅色。保護(hù)開(kāi)和保護(hù)關(guān)時(shí)畫(huà)面顯示部件為黃色。保護(hù)與故障都是在LTCS定義的情況下的輸出，而異常狀態(tài)顯示（洋紅色）多數(shù)情況下是不在LTCS定義中的信號(hào)組合輸出。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，不管是保護(hù)還是故障狀態(tài)均是DCS預(yù)期的部件狀態(tài)；而異常狀態(tài)則是超出DCS預(yù)期的未知狀態(tài)。在PLM問(wèn)題中部件變?yōu)檠蠹t色即是出現(xiàn)了沒(méi)有預(yù)期的信號(hào)組合。此邏輯在L1模塊中實(shí)現(xiàn)。故障分為開(kāi)故障（start fault）與關(guān)故障（stop fault）。開(kāi)關(guān)故障信號(hào)前均設(shè)置一個(gè)RS觸發(fā)器，S端接入START/STOP命令，R端接入全開(kāi)，全關(guān)狀態(tài)。

2 PLM時(shí)序問(wèn)題的產(chǎn)生

ECP盤(pán)上的按鍵是通過(guò)手動(dòng)方式將信號(hào)傳遞到設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)。ECP盤(pán)信號(hào)線(xiàn)通過(guò)機(jī)柜直接連接PLM模塊。當(dāng)需要在ECP盤(pán)臺(tái)上緊急制動(dòng)時(shí)，ECP上按鈕按下信號(hào)將直接送至PLM模塊，由于其優(yōu)先級(jí)為第二級(jí)則沒(méi)有1E保護(hù)邏輯信號(hào)的前提下PLM將立即響應(yīng)，并輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受到制動(dòng)信號(hào)立即動(dòng)作，直到打到指定位置，完成控制邏輯。于此同時(shí)，ECP盤(pán)將信號(hào)同時(shí)傳遞給1E，1E通過(guò)計(jì)算再流轉(zhuǎn)到NC或NC+。執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作以后，設(shè)備狀態(tài)將會(huì)實(shí)時(shí)反饋至一層參與運(yùn)算。ECP上的手動(dòng)命令直接通過(guò)PLM模塊輸出給設(shè)備，因此信號(hào)沒(méi)有通過(guò)DCS。PLM根據(jù)優(yōu)先級(jí)響應(yīng)了ECP的命令，屏蔽了當(dāng)前DCS的信號(hào)。當(dāng)信號(hào)由ECP經(jīng)1E到非安全級(jí)邏輯時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)已經(jīng)優(yōu)先響應(yīng)了ECP的手動(dòng)信號(hào)。由IA中故障狀態(tài)的生成原理可知，L2中的故障開(kāi)和故障關(guān)由RS觸發(fā)器記憶輸出，當(dāng)ECP信號(hào)優(yōu)先被響應(yīng)，設(shè)備狀態(tài)離開(kāi)全開(kāi)全關(guān)狀態(tài)時(shí)，RS觸發(fā)器失去R端復(fù)位信號(hào)；此時(shí)S端由于信號(hào)計(jì)算和傳遞耗時(shí)，還沒(méi)有收到1E的輸入因此保持之前的輸出；因此觸發(fā)器便記憶了故障信號(hào)；當(dāng)信號(hào)正常時(shí)，由于無(wú)法復(fù)位則導(dǎo)致故障信號(hào)一直存在。此時(shí)32位碼在LTECS中并無(wú)定義。于是顯示出洋紅色異常狀態(tài)。

3 解決方案分析

出現(xiàn)此情況原因在于一層邏輯與狀態(tài)的不一致，部件狀態(tài)先于控制命令響應(yīng)。那可以設(shè)想延遲狀態(tài)反饋信號(hào)，使得在時(shí)間上不至于出現(xiàn)差錯(cuò)的情況。考慮在設(shè)備驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)前增加一個(gè)延時(shí)，在每次動(dòng)作時(shí)都延時(shí)固定時(shí)間已達(dá)到延遲狀態(tài)反饋的效果。但此方法減慢設(shè)備快速響應(yīng)緊急命令的速度，對(duì)于機(jī)組安全運(yùn)行來(lái)講是非常不利的；考慮在狀態(tài)反饋后，到達(dá)IA前加延時(shí)。但是此方法在快速開(kāi)關(guān)信號(hào)反復(fù)切換時(shí)可能出現(xiàn)故障，延時(shí)多少時(shí)間也是難以設(shè)定的；綜合以上分析，延遲設(shè)備狀態(tài)反饋信號(hào)的設(shè)想有悖于提高設(shè)備響應(yīng)速度，提高性能的原則；再加上技術(shù)上實(shí)施難度大，風(fēng)險(xiǎn)高，因此應(yīng)考慮其他方案。

分析L2故障產(chǎn)生邏輯可知，故障產(chǎn)生是因?yàn)楸３州斎肴_(kāi)；復(fù)位信號(hào)消失。由于閥門(mén)實(shí)際已經(jīng)動(dòng)作，不在全開(kāi)全關(guān)位置，復(fù)位信號(hào)的確應(yīng)該消失。那就需要在此情況下不保持S端的輸入?？紤]在延時(shí)之前與上全開(kāi)全關(guān)的非，一方面在ECP命令控制時(shí)，由于輸入前端均有一延時(shí)，則在狀態(tài)改變時(shí)S端重新計(jì)算延時(shí)。這樣在短暫的延時(shí)之內(nèi)保持的信號(hào)即會(huì)消失從而避免記憶故障狀態(tài)；另一方面，在正常邏輯運(yùn)算時(shí)，全開(kāi)全關(guān)取0在中間狀態(tài)不影響故障運(yùn)算；在全開(kāi)全關(guān)時(shí)R端對(duì)信號(hào)進(jìn)行復(fù)位，后端始終輸出為0。經(jīng)分析此方法簡(jiǎn)單有效，不影響DCS正常故障運(yùn)算。修改后的L2邏輯簡(jiǎn)圖如下圖所示。此方案，僅需分別在開(kāi)關(guān)故障延時(shí)前端加上一個(gè)與門(mén)和非門(mén)，盡可能小的對(duì)其邏輯進(jìn)行修改，在理論上對(duì)整個(gè)效率和功能沒(méi)有影響。

將邏輯修改實(shí)施到1號(hào)模擬機(jī)DCS中。按照相同步驟：在滿(mǎn)功率下，ECP盤(pán)手動(dòng)安注，測(cè)試RCV003VP動(dòng)作及狀態(tài)。經(jīng)測(cè)試，部件狀態(tài)正常響應(yīng)，沒(méi)有再次出現(xiàn)洋紅色故障現(xiàn)象。故障消除，驗(yàn)證方案正確。

4 結(jié)論

提出的方案實(shí)施簡(jiǎn)單不需增加新的硬件僅需修改部分內(nèi)部邏輯。但是若要完全解決所有部件異常問(wèn)題需要將所有問(wèn)題部件逐一修改，工作量較大。解決ECP手動(dòng)控制后，部分設(shè)備的狀態(tài)問(wèn)題，確保進(jìn)行后續(xù)操作，保證了模擬機(jī)的可用性。為現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的類(lèi)似問(wèn)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(lài)偉（1987-）,男,四川瀘州人,本科,工程師,研究方向：模擬機(jī)維護(hù)。