核電站DCS系統(tǒng)調(diào)試

許磊 蘇清祥

摘要：在現(xiàn)階段核電站建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大的背景下，新建核電廠大部分采用了分布式控制（DCS）系統(tǒng)，在該種系統(tǒng)使用的過程中，可以結(jié)合核電廠工業(yè)項(xiàng)目的發(fā)展特點(diǎn)，進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次的劃分。系統(tǒng)運(yùn)行中，通過工藝流程的限制、重要參數(shù)的研究以及監(jiān)測方案的總結(jié)等，進(jìn)行系統(tǒng)操作指令的執(zhí)行，全面提高核電站系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。而且，在DCS系統(tǒng)調(diào)試的過程中，其作為一種驅(qū)動型的系統(tǒng)形式，通過數(shù)據(jù)指令的執(zhí)行，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高性能、高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，充分滿足核電站系統(tǒng)調(diào)試的基本需求，為行業(yè)的發(fā)展提供支持。

關(guān)鍵詞：核電站;DCS系統(tǒng);調(diào)試方法

一、核電站DCS調(diào)試特點(diǎn)

核電站DCS調(diào)試具有如下特點(diǎn)：

1.1DCS既是被調(diào)試對象，也是電站調(diào)試中最重要的調(diào)試工具，需要確保其隨時可用，滿足電站調(diào)試需求。

1.2DCS安裝時間晚，但要求投入運(yùn)行時間早，“后安裝，早投運(yùn)”是DCS調(diào)試中需要著力解決的矛盾。

1.3核電站I/O點(diǎn)多、DCS規(guī)模龐大，調(diào)試復(fù)雜性和難度相比火電廠成倍增加。

1.4DCS調(diào)試接口復(fù)雜，調(diào)試的配合與協(xié)調(diào)難度較大，在進(jìn)度方面也受其他專業(yè)制約。

1.5DCS調(diào)試技術(shù)含量較高，人員培訓(xùn)難度大、周期長。

1.6由于涉及核安全，DCS調(diào)試準(zhǔn)備、實(shí)施、過程監(jiān)督等所有環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格按程序?qū)嵤?，過程較為復(fù)雜。

二、核電站DCS系統(tǒng)調(diào)試中所面臨的影響因素

2.1網(wǎng)絡(luò)傳輸因素

在核電站DCS系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性是影響系統(tǒng)運(yùn)行的主要原因，系統(tǒng)調(diào)試的狀態(tài)與數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、準(zhǔn)確性以及及時性存在關(guān)聯(lián)，若網(wǎng)絡(luò)傳輸中，出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定的問題，會發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸異常以及數(shù)據(jù)傳輸錯誤的可能，無法實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行?。而且，在DCS系統(tǒng)調(diào)試的過程中系統(tǒng)時鐘對數(shù)據(jù)傳輸會產(chǎn)生影響，當(dāng)時鐘出現(xiàn)錯亂，會降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)效性，無法實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的合理調(diào)試，影響核電站DCS系統(tǒng)調(diào)試的整體價值

2.2系統(tǒng)兼容性問題

伴隨信息技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)備中的硬件系統(tǒng)呈現(xiàn)出智能化的發(fā)展模式，這種狀況的出現(xiàn)增加了系統(tǒng)運(yùn)行的兼容性。在兼容性問題分析中，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸慢、系統(tǒng)響應(yīng)慢、系統(tǒng)滯后等問題，這些問題的出現(xiàn)會對系統(tǒng)的運(yùn)行帶來限制。

2.3接口轉(zhuǎn)換問題

通過對核電站DCS系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行狀況的分析，由于核電站控制系統(tǒng)相對較多，各個系統(tǒng)在運(yùn)行中與DCS系統(tǒng)接口產(chǎn)生的問題也相對較多，這些問題的出現(xiàn)會影響系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換，無法滿足數(shù)據(jù)資源的傳輸需求。而且，在接口轉(zhuǎn)換問題分析中，也存在著數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)對系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成影響。

2.4軟件系統(tǒng)問題

結(jié)合核電站系統(tǒng)運(yùn)行的狀況，在DCS技術(shù)使用的過程中，應(yīng)該確立分析軟件系統(tǒng)問題，結(jié)合良好軟件系統(tǒng)運(yùn)行狀況，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。但是，在現(xiàn)階段核電站系統(tǒng)運(yùn)行中，存在著DCS系統(tǒng)軟件不良的現(xiàn)象，主要是由于軟件系統(tǒng)運(yùn)行中，會出現(xiàn)軟件運(yùn)行異常的問題，導(dǎo)致系統(tǒng)無法及時啟動，影響制定執(zhí)行的有效性。

三、核電站DCS系統(tǒng)調(diào)試方法

3.1單體調(diào)試技術(shù)

在單體調(diào)試技術(shù)分析中，應(yīng)該按照現(xiàn)場儀表調(diào)試以及通道調(diào)試這兩種方法進(jìn)行。首先，在現(xiàn)場儀表調(diào)試的過程中，需要認(rèn)識到核電站現(xiàn)場儀器種類多的特點(diǎn)，通過核實(shí)儀表管線安裝的正確性、儀表測量范圍、儀表遷移量測量、儀表參數(shù)計(jì)算、儀表沖洗及排污、儀表使用及測量的流程，進(jìn)行儀表的合理調(diào)試。一般情況下，在儀表調(diào)試中應(yīng)該做到：第一，在調(diào)試方法選擇中，應(yīng)該注意各類儀表編制的調(diào)試程序，規(guī)定儀表的調(diào)試方法以及調(diào)試流程，整個調(diào)試過程應(yīng)該由有經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行，以保證儀表調(diào)試的合理性。第二，在儀表調(diào)試之前，應(yīng)該對相關(guān)人員進(jìn)行專業(yè)性的培訓(xùn)，使調(diào)試人員熟練掌握儀表調(diào)試的方法。第三，在儀表調(diào)試之前，需要相關(guān)人員進(jìn)行儀表調(diào)試數(shù)據(jù)的管理機(jī)規(guī)劃，保證數(shù)據(jù)管理以及管理流程確定的科學(xué)性。其次，通道調(diào)試。在通道調(diào)試的過程中，通常應(yīng)該進(jìn)行通道絕緣測試、硬接線通道正確性檢查、模擬量通道的精度測試以及驅(qū)動回路調(diào)試等。在系統(tǒng)調(diào)試之前，應(yīng)該確定調(diào)試協(xié)作的方法、調(diào)試協(xié)作細(xì)節(jié)等內(nèi)容，通過多種調(diào)試設(shè)備的選擇，保證DCS系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。系統(tǒng)調(diào)試的整個過程中，當(dāng)進(jìn)行驅(qū)動回路調(diào)試以及項(xiàng)目應(yīng)用時，應(yīng)該將設(shè)備單體調(diào)試與調(diào)試項(xiàng)目進(jìn)行結(jié)合，并成立專項(xiàng)協(xié)調(diào)小組，全面提高設(shè)備調(diào)試的效率，有效避免調(diào)試重復(fù)問題的發(fā)生。

3.2功能調(diào)試技術(shù)

結(jié)合DCS系統(tǒng)運(yùn)行狀況，在功能調(diào)試中是通過對DCS系統(tǒng)自身功能的分析，進(jìn)行性能驗(yàn)證策略的整合，通常狀況下，功能調(diào)試技術(shù)應(yīng)該包括：第一，系統(tǒng)硬件設(shè)備調(diào)試。在整個調(diào)試中，系統(tǒng)需要檢查設(shè)備狀態(tài)是否滿足設(shè)備運(yùn)行的需求，在完成設(shè)備供電測試之后，進(jìn)行設(shè)備上電。第二，在系統(tǒng)軟件調(diào)試中，應(yīng)該結(jié)合的特點(diǎn)，進(jìn)行軟件代碼的生成及下載。第三，對于系統(tǒng)冗余項(xiàng)目的測試而言，應(yīng)該結(jié)合系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，進(jìn)行測試方案的選擇。例如，在TXP冗余系統(tǒng)測試中，應(yīng)該做到：首先，AS620冗余系統(tǒng)測試中，應(yīng)該進(jìn)行系統(tǒng)供電、CPU以及通信模塊的測試;其次，在總線冗余測試中，應(yīng)該結(jié)合工程驗(yàn)證的基本狀況，進(jìn)行DCS系統(tǒng)身份的驗(yàn)證，及時驗(yàn)證系統(tǒng)的自動診斷功能、系統(tǒng)資源容量測試功能等，通過多種測試方案的總結(jié)，提高冗余測試系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。最后，性能擔(dān)保試驗(yàn)（GPT），在整個系統(tǒng)調(diào)試中，通過GPT的確定，可以根據(jù)調(diào)試各個階段的特點(diǎn)，進(jìn)行DCS系統(tǒng)性能的分析，并對相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，以保證合同項(xiàng)目執(zhí)行的準(zhǔn)確性，滿足系統(tǒng)運(yùn)行的基本需求。一般情況下，在DCS系統(tǒng)GPT指標(biāo)分析中，應(yīng)該對系統(tǒng)的可用率、系統(tǒng)分辨率以及相應(yīng)時間等進(jìn)行綜合性的確定，避免不同部件在使用中發(fā)生故障，影響DCS系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.3自動功能驗(yàn)證技術(shù)

通過對自動功能驗(yàn)證試驗(yàn)的分析，整個控制系統(tǒng)包括成組控制、順序控制以及子環(huán)控制等，通過對系統(tǒng)工藝以及儀器系統(tǒng)的驗(yàn)證分析，可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)對控制邏輯的確定，提高自動功能控制及驗(yàn)證的有效性。而且，自動控制驗(yàn)證中，為了保證DCS系統(tǒng)調(diào)試的安全性、穩(wěn)定性，應(yīng)該通過多專業(yè)項(xiàng)目協(xié)調(diào)，建立高效的組織以及協(xié)調(diào)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)調(diào)試系統(tǒng)的正常運(yùn)行。同時，在自動功能驗(yàn)證技術(shù)分析中，也應(yīng)該不斷提升DCS系統(tǒng)調(diào)試人員的專業(yè)性，為核電站DCS系統(tǒng)調(diào)試的方案優(yōu)化提供參考。

四、結(jié)束語

總而言之，在核電站DCS系統(tǒng)調(diào)試的過程中，為了保證調(diào)試系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，應(yīng)該結(jié)合核電站DCS系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)，確定影響因素，并通過針對性調(diào)試方案的構(gòu)建，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸、系統(tǒng)兼容、接口轉(zhuǎn)換以及軟件系統(tǒng)調(diào)試等多種影響因素的分析，結(jié)合這些風(fēng)險問題，進(jìn)行優(yōu)化解決策略的構(gòu)建，以滿足系統(tǒng)調(diào)試的基本需求。因此，在現(xiàn)階段核電站DCS系統(tǒng)調(diào)試中，需要結(jié)合單體調(diào)試技術(shù)、功能調(diào)試技術(shù)以及自動功能驗(yàn)證等方法，進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行狀況的分析，有效提高核電站DCS系統(tǒng)調(diào)試的整體價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]石桂連，江國進(jìn)，李寧.CPR1000壓水堆核電站LOCA監(jiān)督系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].自動化博覽，2018，35（6）：62-65.

[2]王東曉，鄭文斌，談代林.核電站DCS系統(tǒng)與第三方系統(tǒng)通信時間測量方法[J].儀器儀表用戶，2018，25（7）：80-84.

[3]劉躍鋒，李平，馬陟，劉祖?zhèn)?核電廠DCS全范圍驗(yàn)證系統(tǒng)0層設(shè)備仿真的實(shí)現(xiàn)[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2018（4）：192-193，196.