降低數(shù)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(shù)字化控制系統(tǒng)（DCS）是參考電站的重大改進(jìn)項(xiàng)之一，也是我國后續(xù)在建核電站的趨勢，但隨之而來的是設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和維護(hù)的工作量的增加，數(shù)字化先進(jìn)主控室有效控制是核電站安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的有力保障。運(yùn)行處核協(xié)QC小組切實(shí)從電廠實(shí)際出發(fā)，充分利用參考電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)有設(shè)計(jì)資料，對數(shù)字化主控室的設(shè)計(jì)進(jìn)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(jī)組運(yùn)行安全[1]。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

根據(jù)昌江項(xiàng)目DCS初始設(shè)計(jì)狀況，我們在工程機(jī)上開展的啟停及故障規(guī)程驗(yàn)證（共包括步驟210步），由于這9本規(guī)程囊括了核電廠的啟停工況，應(yīng)用到相關(guān)的系統(tǒng)畫面，能夠具有代表意義。DCS操作故障是造成數(shù)字化主控室操作故障率高的關(guān)鍵所在。

3 原因分析及要因確認(rèn)

經(jīng)過對主控室操作故障率高的分析對比和調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)造成DCS操作故障的原因可以從以下幾方面入手：設(shè)備方面——系統(tǒng)設(shè)計(jì)不正確、設(shè)計(jì)的畫面不符合系統(tǒng)、設(shè)計(jì)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(guī)程本體內(nèi)容變化大、設(shè)計(jì)的初始鏈接不合理。

通過綜合上述比較各種可能出現(xiàn)的原因，初步判斷造成系統(tǒng)故障的主要因素為：

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)不正確

操作畫面的設(shè)計(jì)是基于工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成的，由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)不正確，導(dǎo)致其下游設(shè)計(jì)文件畫面的設(shè)計(jì)也不符合要求，近而引發(fā)DCS操作故障。

3.2 設(shè)計(jì)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(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)許多畫面的布局不合理，導(dǎo)致不能夠完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字化規(guī)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(shù)字化規(guī)程的鏈接是依據(jù)數(shù)字化操作畫面進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中由于數(shù)字化畫面進(jìn)行升版后變化內(nèi)容特別大，導(dǎo)致原設(shè)計(jì)的數(shù)字化鏈接不再可用，引發(fā)DCS操作故障。

3.4 設(shè)計(jì)的初始鏈接不合理

數(shù)字化規(guī)程鏈接的初始設(shè)計(jì)是由供貨商TCN公司進(jìn)行設(shè)計(jì)的，雖然設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)有良好的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及技能，但是從運(yùn)行角度來看，許多設(shè)計(jì)的鏈接不能滿足操縱員控制需求，不能夠集中監(jiān)視不同系統(tǒng)的參數(shù)，導(dǎo)致在操作過程中引發(fā)DCS操作故障

4 制定對策與實(shí)施

4.1 協(xié)調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1.1 建立管理體制，完善設(shè)計(jì)審查機(jī)制

昌江核電工程設(shè)計(jì)院包括CNPE、NPIC、ECEPDI，QC小組針對系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題召開小組會(huì)議，并通過與各方溝通協(xié)定，在處內(nèi)建立了統(tǒng)一的流程機(jī)制，該機(jī)制主要分兩步實(shí)施，第一步是發(fā)現(xiàn)問題之后對問題進(jìn)行反饋的實(shí)施步驟，第二步是設(shè)計(jì)院答復(fù)后，對答復(fù)進(jìn)行處理的實(shí)施步驟，若在此時(shí)需要繼續(xù)答復(fù)設(shè)計(jì)院，則重新執(zhí)行第一步的流程：

圖1 提交問題流程

4.1.2 利用設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)會(huì)解決問題

設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)會(huì)作為業(yè)主和設(shè)計(jì)院很好的交流平臺(tái)，QC小組充分利用其價(jià)值，積極梳理日常遇到的設(shè)計(jì)問題，定期參加設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)會(huì)，將重要議題提至協(xié)調(diào)會(huì)中去協(xié)商解決[2]。

4.2 升版人機(jī)界面

為解決問題，經(jīng)過QC小組開會(huì)分析討論，組織人力進(jìn)行人機(jī)界面（畫面、BUP/RSS/ECP盤面、事故規(guī)程畫面）全方位審查，建立流程如下，也是分兩步實(shí)施，第一步是對畫面進(jìn)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(shí)情況的流程。

4.2.1 根據(jù)升版畫面修改數(shù)字化規(guī)程

依據(jù)最新版畫面完成鏈接升版后，規(guī)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(tǒng)的參數(shù)集中監(jiān)視，掌控整個(gè)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(guī)程鏈接的分析及修改，使規(guī)程操作畫面定位準(zhǔn)確率達(dá)100%，不僅節(jié)省處理報(bào)警的時(shí)間，還可以穩(wěn)定操縱員情緒，有利于故障處理。在實(shí)際操作過程中，有合理鏈接的規(guī)程，無論是在縮短操作時(shí)間、增加操作準(zhǔn)確性，還是穩(wěn)定操縱員情緒方面都表現(xiàn)出很大優(yōu)勢，這也是數(shù)字化規(guī)程要達(dá)到的目的。

5 結(jié)論與成效

通過采取針對性的質(zhì)量控制措施，使數(shù)字化主控室操作的故障率大大降低。經(jīng)過改進(jìn)，最大程度了優(yōu)化人機(jī)界面的可操作性，從近期來看，保證了操縱員培訓(xùn)的DCS配置基本要求；從長遠(yuǎn)來看，其大大降低的機(jī)組操作故障和事故的可能性[3]。