電子報(bào)警卡在大亞灣核電站KIT/KPS系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司 宮旭德，鄭偉智

1 引言

基于早期SOLAR計(jì)算機(jī)技術(shù)的大亞灣核電站集中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集與處理[1][2]、安全監(jiān)督盤[3-5]這2個(gè)子系統(tǒng)，即KIT/KPS系統(tǒng)，在實(shí)施國產(chǎn)全數(shù)字化升級(jí)改造后新定制開發(fā)的KIT/KPS系統(tǒng)，是以大亞灣原KIT/KPS系統(tǒng)的功能需求，特別是以PUD (設(shè)備機(jī)組描述)文件為依據(jù)，參考相對(duì)先進(jìn)的嶺澳核電站KIT/KPS系統(tǒng)的架構(gòu)和功能特點(diǎn)，并基于和利時(shí)公司生產(chǎn)的DCS NM系列硬件和HOLLiAS_MACSⅥ組態(tài)軟件平臺(tái)進(jìn)行研發(fā)。該系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)原KIT/KPS系統(tǒng)的全部功能外，還增加了多項(xiàng)經(jīng)大亞灣和嶺澳核電站多年運(yùn)行實(shí)踐所驗(yàn)證的必須功能，其中就包括本文所闡述的電子報(bào)警卡功能。大亞灣KIT/KPS系統(tǒng)國產(chǎn)化升級(jí)改造的成功實(shí)施，不僅解決了原系統(tǒng)技術(shù)落后、設(shè)備老化、難以維持正常運(yùn)行的難題，而且率先實(shí)現(xiàn)了對(duì)引進(jìn)核電站自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行國產(chǎn)化、數(shù)字化的改造，這在一定程度上擺脫了對(duì)外商的依賴，并為今后類似系統(tǒng)的升級(jí)改造，為進(jìn)一步實(shí)施大亞灣核電站控制系統(tǒng)的全面數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化改造積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)并打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

核電站內(nèi)報(bào)警卡包含了所有報(bào)警信號(hào)相關(guān)的信息，涉及絕大多數(shù)現(xiàn)場工藝系統(tǒng)，是操作員處理報(bào)警最重要的參考文件。報(bào)警卡文件以紙質(zhì)文檔形式放置在主控室的文件柜中，文件規(guī)模龐大，操作員使用時(shí)需花長時(shí)間查找，影響處理報(bào)警的速度，同時(shí)出現(xiàn)的報(bào)警信號(hào)越多，速度問題越突出。與原系統(tǒng)相比，新的KIT/KPS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化的電子報(bào)警卡，操作人員可以從報(bào)警信息和報(bào)警卡索引畫面中快速調(diào)出需要的報(bào)警卡。

本文主要介紹了電子版報(bào)警卡在KIT/KPS系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方式及流程，由于操作員在處理核電站信號(hào)報(bào)警的同時(shí)還需參考相關(guān)的報(bào)警邏輯圖及報(bào)警信號(hào)變量列表[6]，因此本次改造的電子報(bào)警卡中還包含被調(diào)用邏輯圖的超鏈接、報(bào)警信號(hào)變量列表等。經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)行后現(xiàn)場操作員及維修人員反饋，電子報(bào)警卡在KIT/KPS系統(tǒng)中的應(yīng)用縮短了他們用于查詢紙制文件的時(shí)間，同時(shí)也方便于他們對(duì)于報(bào)警信號(hào)變量邏輯的查找定位。該項(xiàng)目經(jīng)現(xiàn)場實(shí)施1年后，從系統(tǒng)運(yùn)行及客戶反饋結(jié)果證明，改造系統(tǒng)中報(bào)警卡功能運(yùn)行良好。

2 舊報(bào)警處理流程及存在問題

紙制報(bào)警卡（如圖1所示）文件是核電站操作員處理現(xiàn)場信號(hào)報(bào)警時(shí)必須參考的重要文件，文件內(nèi)容包括：報(bào)警發(fā)生的位置、報(bào)警文本信息、報(bào)警源頭、報(bào)警嚴(yán)重等級(jí)、報(bào)警發(fā)生的原因分析、要求采取的行動(dòng)和后果分析等內(nèi)容。

圖1 紙制版報(bào)警卡

系統(tǒng)改造前現(xiàn)場操作人員對(duì)于報(bào)警信號(hào)的處理流程參見如圖2所示，其中AA（Visual alarm）指可見報(bào)警信號(hào)、EC（Shieldcomputer logic input）指屏蔽—計(jì)算機(jī)邏輯輸入。

當(dāng)現(xiàn)場光字牌報(bào)警發(fā)生時(shí)，操作員根據(jù)報(bào)警發(fā)生的位置記下光字牌報(bào)警窗所對(duì)應(yīng)的報(bào)警變量名稱，根據(jù)報(bào)警名稱在文件柜中依序查找紙制報(bào)警卡，同時(shí)根據(jù)報(bào)警卡所描述的內(nèi)容記下此報(bào)警所關(guān)聯(lián)的傳感器變量、EC變量及所對(duì)應(yīng)的邏輯圖位置，再根據(jù)位置的名稱在文件柜中依序查找邏輯圖，從而根據(jù)所查詢的資料進(jìn)行報(bào)警原因的分析。由于現(xiàn)場報(bào)警變量繁多，每次處理報(bào)警分析事件要花費(fèi)大量操作人員的時(shí)間，故針對(duì)現(xiàn)場報(bào)警處理流程的電子化改造迫在眉睫。

圖2 原報(bào)警處理流程

3 電子報(bào)警卡關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 設(shè)備數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì)

KIT/KPS系統(tǒng)中的集中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要處理來自現(xiàn)場一次儀表的信號(hào)，含開關(guān)信號(hào)采集變量點(diǎn)和模擬信號(hào)采集變量點(diǎn)，設(shè)備數(shù)據(jù)表主要用于顯示采集變量點(diǎn)的一些基本信息，包括：變量點(diǎn)名、變量點(diǎn)描述、變量點(diǎn)當(dāng)前值、變量點(diǎn)有效性、處理模件類型、處理模件地址、模件通道號(hào)、電氣和物理量程等。由于關(guān)聯(lián)報(bào)警卡的變量主要為開關(guān)量，故在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及設(shè)備數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì)過程中針對(duì)所有開關(guān)信號(hào)采集變量點(diǎn)均加入報(bào)警卡調(diào)用布爾屬性及報(bào)警卡調(diào)用按鈕。

3.2 報(bào)警盤及報(bào)警窗的繪制

報(bào)警盤及報(bào)警窗（報(bào)警窗即現(xiàn)場報(bào)警光字牌）分布在核電站的主控室內(nèi)，報(bào)警盤分若干類，報(bào)警窗為報(bào)警盤的子類細(xì)化，分別對(duì)應(yīng)于不同的AA報(bào)警。當(dāng)現(xiàn)場一次儀表信號(hào)觸發(fā)報(bào)警時(shí)，相對(duì)應(yīng)的報(bào)警窗會(huì)被激活點(diǎn)亮，以閃爍的形式通知電站當(dāng)值操作人員進(jìn)行報(bào)警處理[7][8]。

本次KIT/KPS系統(tǒng)改造中，系統(tǒng)的軟件平臺(tái)是基于和利時(shí)公司的HOLLiAS_MACSⅥ組態(tài)軟件系列，利用該軟件的圖形編輯功能，可以輕易的將報(bào)警盤及報(bào)警窗的軟件實(shí)現(xiàn)集成于系統(tǒng)平臺(tái)中。

3.3 報(bào)警卡的繪制

報(bào)警卡的繪制流程如圖3所示，根據(jù)核電站現(xiàn)場提供的電子版報(bào)警信號(hào)手冊，依次提取單頁報(bào)警卡文檔，為了與KIT/KPS系統(tǒng)界面一致，將白色背景頁面均進(jìn)行反色形成黑色背景白色字體的頁面，此外，對(duì)于報(bào)警卡頁面的邏輯圖鏈接位置均加入電子版邏輯圖的超鏈接，其中鏈接關(guān)系主要參考《大亞灣報(bào)警卡鏈接關(guān)系表》。最后，對(duì)于更正后的報(bào)警卡文件以網(wǎng)頁形式存檔供系統(tǒng)平臺(tái)調(diào)用。

圖3 報(bào)警卡繪制流程

報(bào)警卡文件命名分兩種方式：如果文件（單個(gè)AA）頁數(shù)小于10張，則命名為“AA名+頁數(shù)+總頁數(shù)”；如果文件（單個(gè)AA）頁數(shù)大于10張，則命名為“AA名+頁數(shù)（從01開始順序下排）”。

3.4 邏輯圖的繪制

邏輯圖的繪制仍采用和利時(shí)公司的HOLLiAS_MACSⅥ組態(tài)軟件的圖形編輯功能，根據(jù)《大亞灣核電站系統(tǒng)邏輯圖列表》依次進(jìn)行邏輯圖的繪制，從而轉(zhuǎn)化成為MACSⅥ軟件平臺(tái)的圖形文件，并供系統(tǒng)平臺(tái)調(diào)用。

3.5 關(guān)聯(lián)變量表單的整理

在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于單張報(bào)警卡所關(guān)聯(lián)的EC變量名有的屬于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的開關(guān)信號(hào)采集變量點(diǎn)，但有的關(guān)聯(lián)EC名并不在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，但與之對(duì)應(yīng)的有相關(guān)的傳感器變量名，故我們設(shè)置如表1的一種表單，供KIT/KPS系統(tǒng)平臺(tái)調(diào)用，這樣我們在調(diào)用單張報(bào)警卡的同時(shí)可以定位到與本張報(bào)警卡相關(guān)的開關(guān)信號(hào)變量點(diǎn)報(bào)警。

表1 報(bào)警卡關(guān)聯(lián)變量表單

4 新報(bào)警處理流程

新報(bào)警流程處理的方式如圖4所示，具體步驟如下：

圖4 新報(bào)警處理流程

步驟1：KIT/KPS系統(tǒng)平臺(tái)的開關(guān)變量發(fā)生報(bào)警；

步驟2：進(jìn)入系統(tǒng)的報(bào)警變量列表，找到相關(guān)的報(bào)警變量；

步驟3：調(diào)出該報(bào)警變量的設(shè)備數(shù)據(jù)表，轉(zhuǎn)步驟6，或以步驟4為開始項(xiàng)；

步驟4：直接進(jìn)入KIT/KPS系統(tǒng)平臺(tái)的報(bào)警盤頁面；

步驟5：由相應(yīng)的報(bào)警盤調(diào)用報(bào)警窗頁面；

步驟6：找到相應(yīng)的AA報(bào)警卡頁面；

步驟7：由報(bào)警卡頁面下方的變量列表中可定位相關(guān)的報(bào)警變量（關(guān)聯(lián)傳感器變量或關(guān)聯(lián)EC變量）；

步驟8：由報(bào)警卡頁面中提供的鏈接可以定位相關(guān)的邏輯圖，從而分析并確認(rèn)報(bào)警原因，電子報(bào)警卡顯示畫面如圖5所示。

圖5 電子版報(bào)警卡畫面

5 結(jié)語

本次KIT/KPS系統(tǒng)改造突破了原有系統(tǒng)的技術(shù)限制條件，利用當(dāng)代計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)開發(fā)，并根據(jù)現(xiàn)場積累的經(jīng)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)功能實(shí)施擴(kuò)展，新的系統(tǒng)在穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性以及人機(jī)交互性等方面均得到全面改善。系統(tǒng)集成電子報(bào)警卡后，大大方便了現(xiàn)場操作員針對(duì)報(bào)警的查找分析，優(yōu)化了操作員的工作時(shí)間安排。本文介紹了KIT/KPS系統(tǒng)中電子報(bào)警卡功能的設(shè)計(jì)思路——變量數(shù)據(jù)表中報(bào)警卡調(diào)用按鈕的添加，報(bào)警盤、報(bào)警窗的繪制，電子版報(bào)警卡的制作，邏輯圖的繪制，報(bào)警卡關(guān)聯(lián)變量表單的整理，同時(shí)給出了新報(bào)警卡處理的實(shí)例展示流程，通過現(xiàn)場用戶的反饋，新的報(bào)警處理流程方式更加便捷可靠。

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