核電廠中基于非安全級(jí)DCS設(shè)備控制設(shè)計(jì)

張 健，張學(xué)財(cái)，郭國(guó)良，劉 靜

（1.上海核工程研究設(shè)計(jì)院，上海 200233；2.北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司，北京 100094）

核電廠中有大量的工藝設(shè)備，如泵、風(fēng)機(jī)、閥門(mén)等。核電廠的正常運(yùn)行是通過(guò)對(duì)這些設(shè)備的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，也就是說(shuō)對(duì)這些設(shè)備控制品質(zhì)的好與壞，直接影響了核電廠運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。在火電廠中，DCS系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，而對(duì)于核電廠來(lái)說(shuō)，出于安全方面的考慮，在以往的大型項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)院大多采用了基于模擬技術(shù)的儀控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠運(yùn)行的監(jiān)控，僅僅在核電廠改造項(xiàng)目中，使用數(shù)字化的儀控平臺(tái)（如PLC）。本文主要通過(guò)介紹巴基斯坦恰希瑪核電站二期項(xiàng)目中基于DCS儀控平臺(tái)的通風(fēng)控制室系統(tǒng)對(duì)設(shè)備控制的實(shí)施情況，從中總結(jié)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，提出對(duì)于核電廠中基于非安全級(jí)DCS設(shè)備控制設(shè)計(jì)的一些想法，以此為其他核電項(xiàng)目提供一個(gè)基于數(shù)字化儀控系統(tǒng)設(shè)備控制的設(shè)計(jì)方法。

1 項(xiàng)目背景介紹

巴基斯坦恰希瑪核電站二期項(xiàng)目中，部分非安全級(jí)通風(fēng)系統(tǒng)采用基于DCS（浙大中控ECS-100平臺(tái)）進(jìn)行相關(guān)的儀控設(shè)計(jì)，其功能是對(duì)核輔助廠房、燃料廠房、電氣廠房等非安全級(jí)通風(fēng)系統(tǒng)、非重要冷凍水、熱水生產(chǎn)及分配系統(tǒng)的工藝參數(shù)、電氣設(shè)備狀態(tài)在計(jì)算機(jī)顯示器（VDU）中集中監(jiān)視，并對(duì)系統(tǒng)中的閥門(mén)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)控制，以保證相應(yīng)房間的溫度、濕度和送風(fēng)流量等參數(shù)達(dá)到整定值要求。同時(shí)由電廠計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（CPC）采集的廠內(nèi)其他通風(fēng)系統(tǒng)（安全殼廠房通風(fēng)系統(tǒng)、其他核安全級(jí)通風(fēng)系統(tǒng)和重要冷凍水系統(tǒng)等）的參數(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信方式傳送至通風(fēng)控制室系統(tǒng)中，使操縱員在通風(fēng)控制室可以監(jiān)測(cè)整個(gè)電廠通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

2 設(shè)備控制邏輯的實(shí)施

通風(fēng)控制室系統(tǒng)的設(shè)備控制邏輯主要包括房間溫度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、風(fēng)機(jī)出口流量調(diào)節(jié)、密閉閥與風(fēng)機(jī)自動(dòng)聯(lián)鎖動(dòng)作等。所控制的設(shè)備可分為開(kāi)關(guān)型的電動(dòng)閥、調(diào)節(jié)型的電動(dòng)閥、風(fēng)機(jī)等設(shè)備。

設(shè)計(jì)院以工藝專業(yè)的設(shè)備控制要求為設(shè)計(jì)依據(jù)，進(jìn)行相關(guān)的控制邏輯設(shè)計(jì)工作，最終以控制邏輯圖和控制聯(lián)鎖說(shuō)明兩份文件提交給DCS廠商。其中控制邏輯圖僅反映與工況相關(guān)的控制邏輯，如溫度高停泵、溫度低啟動(dòng)泵等；控制聯(lián)鎖說(shuō)明則闡述各個(gè)設(shè)備之間的聯(lián)鎖關(guān)系，如風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)聯(lián)動(dòng)相關(guān)的入口和出口密閉閥的打開(kāi)等。DCS廠商根據(jù)上述輸入資料和自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并在設(shè)計(jì)院確認(rèn)的情況下進(jìn)行相關(guān)的控制邏輯實(shí)施。對(duì)于單個(gè)設(shè)備可以按照其控制回路分為4個(gè)層次：信號(hào)輸入層、人機(jī)接口層、控制邏輯處理層和驅(qū)動(dòng)設(shè)備層。下面按照每一層次介紹DCS廠商進(jìn)行設(shè)備控制邏輯的實(shí)施，如圖1所示。

圖1 單個(gè)設(shè)備控制回路結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic of single component control circuit structure

2.1 信號(hào)輸入層

輸入層用于接收現(xiàn)場(chǎng)儀表傳感器/變送器測(cè)量信號(hào)、工藝設(shè)備狀態(tài)信號(hào)等信息。該層結(jié)合控制邏輯處理層對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行質(zhì)量判斷。

2.2 人機(jī)接口層

（1）人機(jī)接口層提供以下主要功能

·向操縱員提供過(guò)程變量、電廠設(shè)備狀態(tài)及故障顯示和報(bào)警等信息；

·接收操縱員的控制命令并送往控制邏輯處理層對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行控制等。

（2）人機(jī)接口層實(shí)施

在巴基斯坦恰?，敽穗娬径谕L(fēng)控制室系統(tǒng)中，人機(jī)接口所包括的畫(huà)面眾多：流程畫(huà)面，軟控制畫(huà)面、導(dǎo)航畫(huà)面、報(bào)警畫(huà)面等。下面僅描述與被控設(shè)備相關(guān)（按照控制回路來(lái)劃分）的人機(jī)接口，即軟控制畫(huà)面。按照被控類型（開(kāi)關(guān)型和調(diào)節(jié)型），主要分為兩類軟控制幅面。

1）開(kāi)關(guān)型被控設(shè)備軟控制畫(huà)面[1]

開(kāi)關(guān)型被控設(shè)備軟控制畫(huà)面用于對(duì)開(kāi)關(guān)型被控制設(shè)備的控制及顯示設(shè)備相關(guān)信息。圖2為通風(fēng)控制室系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)型被控設(shè)備（VAC102DA）軟控制畫(huà)面。該畫(huà)面所包括的信息有設(shè)備位號(hào)、控制指令（打開(kāi)/啟動(dòng)，關(guān)閉/停止，復(fù)位），模式指令（手/自動(dòng)切換）和顯示信息（全開(kāi)/運(yùn)行狀態(tài)指示、全關(guān)/停止?fàn)顟B(tài)指示、故障狀態(tài)指示）等。

2）調(diào)節(jié)型被控設(shè)備軟控制畫(huà)面[2]

調(diào)節(jié)型被控設(shè)備軟控制畫(huà)面用于對(duì)調(diào)節(jié)型被控制設(shè)備的控制及顯示設(shè)備相關(guān)信息。圖3為通風(fēng)控制室系統(tǒng)中調(diào)節(jié)型被控設(shè)備（VAC102DB）軟控制畫(huà)面。該畫(huà)面所包括的信息有設(shè)備位號(hào)、控制指令（輸出值增減）、模式指令（手/自動(dòng)切換）、SP（整定值）輸入值、顯示信息（過(guò)程變量顯示、閥位輸出值顯示、閥門(mén)全開(kāi)、全關(guān)指示、SP和故障狀態(tài)指示）等。

2.3 控制邏輯處理層

（1）控制邏輯處理層執(zhí)行下列功能

·過(guò)程測(cè)量信號(hào)及聯(lián)鎖信號(hào)邏輯處理；

·提供單個(gè)設(shè)備的控制功能，如將人機(jī)接口層的開(kāi)/關(guān)指令經(jīng)過(guò)相應(yīng)的處理后送往驅(qū)動(dòng)設(shè)備層；

·實(shí)現(xiàn)控制模式的轉(zhuǎn)換；

·信號(hào)優(yōu)先級(jí)處理；

·手/自動(dòng)切換的無(wú)擾動(dòng)處理等。

（2）控制邏輯處理層實(shí)施

1）標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)和實(shí)施

DCS廠商根據(jù)設(shè)計(jì)院的輸入資料，按照被控設(shè)備和相關(guān)功能進(jìn)行分類，開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化控制邏輯功能模塊，如開(kāi)關(guān)型的閥門(mén)采用ValveBlockB標(biāo)準(zhǔn)算法，開(kāi)關(guān)型的風(fēng)機(jī)/變頻器采用MotorBlockB標(biāo)準(zhǔn)算法和單回路調(diào)節(jié)型的閥門(mén)采用BSCX標(biāo)準(zhǔn)算法等。在實(shí)施過(guò)程中只需選取被控設(shè)備所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)算法，然后再考慮標(biāo)準(zhǔn)算法以外的控制邏輯關(guān)系即可，如圖4、圖5所示。

2）設(shè)備控制實(shí)施原則

·控制模式

被控設(shè)備的控制模式有手動(dòng)模式、自動(dòng)模式和就地模式。其中就地模式優(yōu)先級(jí)最高，當(dāng)就地模式存在時(shí)，則屏蔽掉相應(yīng)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制信號(hào)。手動(dòng)模式或自動(dòng)模式需通過(guò)手/自動(dòng)切換按鈕來(lái)選擇相應(yīng)的控制模式。

·故障信號(hào)的判斷及處理

在實(shí)施過(guò)程中，DCS廠商除了滿足設(shè)計(jì)院所提交的設(shè)備基本控制要求外，還根據(jù)自身的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，補(bǔ)充了部分設(shè)備控制邏輯，這些控制邏輯主要是與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判斷相關(guān)的控制邏輯，如操作失?。ㄩ_(kāi)/啟動(dòng)失敗，關(guān)/停止失敗等）、質(zhì)量點(diǎn)的判斷、跳閘故障及故障的后續(xù)處理等。

2.4 驅(qū)動(dòng)設(shè)備層

驅(qū)動(dòng)設(shè)備層接收來(lái)自控制邏輯處理層的控制指令，通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)源（如電源、氣源等）控制電廠工藝設(shè)備，同時(shí)將電廠工藝設(shè)備的狀態(tài)信息經(jīng)控制邏輯處理層送至人機(jī)接口層用于指示、報(bào)警和設(shè)備的控制。在通風(fēng)控制室系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)設(shè)備層包括的設(shè)備有電氣開(kāi)關(guān)柜、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。

3 基于非安全級(jí)DCS設(shè)備控制設(shè)計(jì)

通過(guò)巴基斯坦恰?，敽穗娬径谕L(fēng)控制室系統(tǒng)設(shè)備控制實(shí)施情況，以及結(jié)合其他核電項(xiàng)目設(shè)備控制邏輯的設(shè)計(jì)，總結(jié)了關(guān)于核電廠中基于非安全級(jí)DCS設(shè)備控制設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)想法。

3.1 設(shè)備控制邏輯的完整性

對(duì)于單個(gè)被控設(shè)備的控制邏輯設(shè)計(jì)主要分為兩部分：1）與工況相關(guān)的設(shè)備控制邏輯設(shè)計(jì)及相關(guān)處理信息；2）與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判斷相關(guān)的控制邏輯設(shè)計(jì)及相關(guān)處理信息。與工況相關(guān)的設(shè)備控制邏輯設(shè)計(jì)及相關(guān)處理信息指的是由于工況的變化而引起的設(shè)備的動(dòng)作，如溫度高停泵、溫度低開(kāi)泵、控制模式的建立及設(shè)備之間的聯(lián)鎖關(guān)系等；與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判斷相關(guān)的控制邏輯設(shè)計(jì)及相關(guān)處理信息主要是指通過(guò)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)進(jìn)行設(shè)備控制邏輯設(shè)計(jì)，這部分控制邏輯設(shè)計(jì)主要基于電廠運(yùn)行安全和設(shè)備的保護(hù)角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，通常這部分的設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：

·故障模式的判斷及后續(xù)處理措施，如控制系統(tǒng)發(fā)生操作失敗后，應(yīng)提示操縱員及自動(dòng)閉鎖相關(guān)控制回路等；

·信號(hào)點(diǎn)質(zhì)量的判斷；

·控制模式指示、操作命令和操作瞬態(tài)指示等。

早期的儀控系統(tǒng)基于模擬式儀表技術(shù)，大多不能實(shí)現(xiàn)或只能部分實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制的第二部分功能，因而國(guó)內(nèi)核電設(shè)計(jì)院在設(shè)備控制設(shè)計(jì)上通常僅考慮第一部分的設(shè)備控制設(shè)計(jì)。隨著數(shù)字化儀控系統(tǒng)引入核電廠，其處理能力和圖形化顯示技術(shù)提高，國(guó)內(nèi)核電設(shè)計(jì)院也開(kāi)始考慮在設(shè)備控制設(shè)計(jì)上進(jìn)行改進(jìn)，但由于沒(méi)有以往的相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)第二部分設(shè)備控制設(shè)計(jì)通常采用部分設(shè)計(jì)或由設(shè)備組態(tài)商的自身工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)。這樣會(huì)造成設(shè)備控制設(shè)計(jì)不完整或存在缺陷。

因而，為了提高核電廠運(yùn)行的安全性、可靠性和同一家設(shè)計(jì)院設(shè)備控制設(shè)計(jì)的一致性，設(shè)計(jì)院應(yīng)負(fù)責(zé)上述兩種設(shè)備控制的設(shè)計(jì)工作，根據(jù)通風(fēng)控制室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合其他核電項(xiàng)目設(shè)備控制的設(shè)計(jì)情況，在設(shè)備控制中應(yīng)考慮以下信息。

3.1.1 人機(jī)接口層

（1）人機(jī)接口層顯示的信息

為了提供足夠的信息給操縱員以便了解和掌握現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況和設(shè)備的狀態(tài)，人機(jī)接口層顯示的重要信息分類如下：

·控制模式信息（如手動(dòng)模式、自動(dòng)模式等）；

·設(shè)備狀態(tài)信息（如全開(kāi)/運(yùn)行狀態(tài)、全關(guān)/停止?fàn)顟B(tài)等）；

·故障信息（如跳閘、操作失敗等）。

在人機(jī)接口顯示的具體信息，可按照開(kāi)關(guān)型被控設(shè)備和調(diào)節(jié)型被控設(shè)備來(lái)進(jìn)行分類，如表1所示。

表1 人機(jī)接口層顯示的重要信息分類Table 1 Classification of important information displayed at man-machine interface

（2）多個(gè)地點(diǎn)控制同一個(gè)設(shè)備

某些情況下，同一設(shè)備可在多個(gè)控制地點(diǎn)進(jìn)行控制（如主控制室和就地控制室，主控制室和遠(yuǎn)距離停堆室）。為了處理不同控制地點(diǎn)所帶來(lái)的控制指令沖突，可遵循“執(zhí)行最后一個(gè)指令”和/或整體屏蔽某一控制點(diǎn)的方式來(lái)解決。

“執(zhí)行最后一個(gè)指令”是指手動(dòng)命令按時(shí)間順序，遵循后者覆蓋前者的原則。為實(shí)現(xiàn)這一目的，來(lái)自人機(jī)接口層發(fā)出的控制指令應(yīng)為短信號(hào)，控制邏輯處理層應(yīng)將控制命令信號(hào)轉(zhuǎn)換為足夠長(zhǎng)的信號(hào)以使設(shè)備能完成動(dòng)作。

整體屏蔽某一控制點(diǎn)是指通過(guò)切換開(kāi)關(guān)，對(duì)某一控制地點(diǎn)進(jìn)行屏蔽，使操縱員無(wú)法在該控制地點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備的控制，采用該原則時(shí)，應(yīng)確保切換時(shí)不影響設(shè)備的狀態(tài)和自動(dòng)控制功能。

設(shè)計(jì)院可采用上面兩種或一種原則進(jìn)行相關(guān)設(shè)備控制邏輯的設(shè)計(jì)。

（3）時(shí)間響應(yīng)

設(shè)備控制邏輯設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確保來(lái)自人機(jī)接口層的控制指令保持一定的時(shí)間，控制邏輯處理層可以接收到控制指令，便于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制；同時(shí)保持時(shí)間也不能過(guò)長(zhǎng)，以避免引起不同控制地點(diǎn)的命令沖突。

（4）分步操作原則

采用分步操作的原則主要是防止操縱員的誤動(dòng)作。對(duì)于軟控制，一般情況下對(duì)設(shè)備的控制采用兩步操作原則，第一步操縱員需點(diǎn)擊被控設(shè)備的軟控制畫(huà)面使其被激活；第二步才可操作軟控制畫(huà)面中的動(dòng)作按鈕。

3.1.2 控制邏輯處理層

（1）手/自動(dòng)模式切換方式的實(shí)現(xiàn)

對(duì)于開(kāi)關(guān)型被控設(shè)備的手/自動(dòng)模式切換的實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種：第一種為設(shè)置手/自動(dòng)模式切換按鈕，通過(guò)模式切換按鈕來(lái)選擇手動(dòng)模式或自動(dòng)模式。當(dāng)切換到手動(dòng)模式時(shí)，自動(dòng)控制命令被閉鎖；當(dāng)切換到自動(dòng)模式時(shí)，手動(dòng)控制命令被閉鎖，如圖2所示。第二種為不單獨(dú)設(shè)置手/自動(dòng)模式切換按鈕，如圖6所示，操縱員可通過(guò)控制按鈕手動(dòng)控制設(shè)備的運(yùn)行。當(dāng)操作完成后，自動(dòng)恢復(fù)到“自動(dòng)模式”下，來(lái)接收自動(dòng)信號(hào)對(duì)設(shè)備的控制，其中虛線框內(nèi)的內(nèi)容，僅僅用于描述第二種手/自動(dòng)模式切換實(shí)現(xiàn)的方法，沒(méi)有實(shí)際的功能。在實(shí)際DCS組態(tài)過(guò)程中，該內(nèi)容可不體現(xiàn)在軟控制畫(huà)面中。

圖6 軟控制畫(huà)面Fig.6 Schematic of soft control

對(duì)于調(diào)節(jié)型的被控設(shè)備而言，大多采用第一種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)手/自動(dòng)模式的切換，如圖3所示。

手/自動(dòng)模式切換實(shí)現(xiàn)方式的選擇應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體要求，設(shè)計(jì)院工藝專業(yè)的設(shè)備控制要求和儀控專業(yè)的設(shè)計(jì)習(xí)慣等因素來(lái)確定。

（2）控制指令分類及優(yōu)先級(jí)

控制指令共分為以下3類，其優(yōu)先級(jí)由高到低排序如下：

1）就地控制命令；

2）超越命令；

3）遠(yuǎn)程手動(dòng)控制命令或自動(dòng)控制命令。

就地控制命令一般是指通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)柜的控制開(kāi)關(guān)來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備，一般用于對(duì)設(shè)備的調(diào)試，檢修和維護(hù)等方面。當(dāng)需要就地操作時(shí)，檢修/維護(hù)人員需將開(kāi)關(guān)柜上的遠(yuǎn)程/就地開(kāi)關(guān)切換到“就地”位，以此屏蔽超越命令、遠(yuǎn)程手動(dòng)控制命令或自動(dòng)控制命令。

超越命令一般用于緊急工況下的保護(hù)功能，如對(duì)帶有先導(dǎo)電磁閥的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的控制，正常情況下通過(guò)模擬量信號(hào)（如4～20mA）來(lái)控制氣動(dòng)閥的開(kāi)度，緊急情況下，需要快開(kāi)或開(kāi)關(guān)氣動(dòng)閥時(shí)，則需要控制先導(dǎo)電磁閥，控制先導(dǎo)電磁閥的控制信號(hào)為超越信號(hào)。超越命令應(yīng)不受手動(dòng)或自動(dòng)模式的限制而直接控制設(shè)備，并屏蔽遠(yuǎn)程手動(dòng)或自動(dòng)控制命令。在設(shè)備控制邏輯設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮超越命令消失后，防止設(shè)備狀態(tài)突變的情況。當(dāng)超越信號(hào)存在時(shí)，強(qiáng)制切換到手動(dòng)模式和/或當(dāng)遠(yuǎn)程超越信號(hào)消失后，需要操縱員進(jìn)行確認(rèn)后，才可進(jìn)行正常的手/自動(dòng)控制。

遠(yuǎn)程手動(dòng)控制命令或自動(dòng)控制命令是除了上述兩種控制命令以外的其他控制命令。

（3）設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判斷相關(guān)的控制邏輯設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)中，至少應(yīng)考慮如下幾種情況。

1）操作失敗

操作失敗是指當(dāng)操縱員發(fā)出控制命令后，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，設(shè)備沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的狀態(tài)。此時(shí)控制系統(tǒng)應(yīng)提供相應(yīng)的報(bào)警信息，并自動(dòng)閉鎖相關(guān)設(shè)備的控制回路；操縱員排除故障后，必須通過(guò)手動(dòng)確認(rèn)后，方可解除報(bào)警并使該控制回路恢復(fù)到正常的手/自動(dòng)控制。

2）跳閘故障

當(dāng)控制系統(tǒng)接收到工藝設(shè)備的跳閘信號(hào)時(shí)，控制系統(tǒng)應(yīng)提供報(bào)警信息，并自動(dòng)閉鎖相關(guān)設(shè)備的控制回路；操縱員排除故障后，必須通過(guò)手動(dòng)確認(rèn)后，方可解除報(bào)警并使該控制回路恢復(fù)到正常的手/自動(dòng)控制。

3）設(shè)備反饋失敗

當(dāng)開(kāi)關(guān)型被控設(shè)備的狀態(tài)反饋信號(hào)同為00（不包括在瞬態(tài)過(guò)程中）或11時(shí)，則說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障，應(yīng)判定為反饋失效。當(dāng)發(fā)生反饋失效時(shí)，應(yīng)自動(dòng)閉鎖相關(guān)設(shè)備的控制回路；操縱員排除故障后，必須通過(guò)手動(dòng)確認(rèn)后，方可解除報(bào)警并使該控制回路恢復(fù)到正常的手/自動(dòng)控制。

4）防止控制指令沖突設(shè)計(jì)

應(yīng)考慮控制指令（開(kāi)/啟動(dòng)、關(guān)/停止指令）同時(shí)為“1”的情況。應(yīng)在設(shè)計(jì)中保證同一時(shí)刻只有一個(gè)唯一、確定的信號(hào)從控制系統(tǒng)送出。

5）信號(hào)處理

開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)應(yīng)經(jīng)過(guò)防抖動(dòng)處理，模擬量輸入信號(hào)應(yīng)經(jīng)過(guò)信號(hào)質(zhì)量判斷邏輯處理。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)

核電廠設(shè)備眾多且種類繁雜。根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)（基于模擬技術(shù)），對(duì)設(shè)備控制設(shè)計(jì)往往是在滿足工藝專業(yè)要求的基礎(chǔ)上根據(jù)個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和理解進(jìn)行設(shè)計(jì)。有時(shí)同一類設(shè)備（如泵），其工藝要求相似，控制模式相同，僅僅觸發(fā)信號(hào)不同，由于不同的設(shè)計(jì)人，也有可能帶來(lái)設(shè)計(jì)上的不同。雖然都滿足了控制功能，但會(huì)給設(shè)備組態(tài)商進(jìn)行組態(tài)或電廠運(yùn)行人員帶來(lái)不便，并且還容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。

隨著核電廠中引入DCS，DCS組態(tài)商會(huì)采用“面向?qū)ο蟆钡脑O(shè)計(jì)理念，將電廠被控設(shè)備按大類進(jìn)行劃分；在各個(gè)部件大類中，又分為許多小類，如大類閥門(mén)分為電動(dòng)閥、氣動(dòng)閥和電磁閥等，然后根據(jù)每類做成標(biāo)準(zhǔn)的控制邏輯算法模塊，實(shí)施人員只需根據(jù)被控設(shè)備所對(duì)應(yīng)的類選定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)控制算法模塊，把模塊外的控制邏輯進(jìn)行整合并連接到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)控制算法模塊的功能引腳上即可。

基于這種設(shè)計(jì)理念，在今后的項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中也可以采用標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的設(shè)計(jì)理念。核電設(shè)計(jì)院往往以控制邏輯圖和其他一些支持文件來(lái)反映設(shè)備控制邏輯關(guān)系，在設(shè)計(jì)時(shí)，也可以按照不同類別的被控設(shè)備，設(shè)計(jì)出不依賴于任何平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)控制算法模塊，并附以標(biāo)準(zhǔn)控制算法模塊的說(shuō)明，或采用國(guó)際上公認(rèn)的SAMA圖搭建成標(biāo)準(zhǔn)的控制邏輯圖。

對(duì)于單個(gè)設(shè)備的控制邏輯圖可分為標(biāo)準(zhǔn)控制邏輯圖和非標(biāo)控制邏輯圖兩部分。標(biāo)準(zhǔn)控制邏輯圖基于標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)理念，采用標(biāo)準(zhǔn)的控制算法模塊、標(biāo)準(zhǔn)的接口，可供同一類型被控設(shè)備重復(fù)使用；而非標(biāo)控制邏輯圖則是根據(jù)具體被控設(shè)備的控制要求，無(wú)法找出同一類型被控設(shè)備控制邏輯相同的部分而進(jìn)行的控制算法（如“與”門(mén)、“或”門(mén)等）的組合，組合后與對(duì)應(yīng)被控設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)控制邏輯圖進(jìn)行相關(guān)聯(lián)。這樣，能夠提高設(shè)計(jì)效率，減少設(shè)計(jì)出錯(cuò)和不一致性。

3.3 建立與DCS廠家互動(dòng)反饋機(jī)制

由于核電廠引用數(shù)字化儀控系統(tǒng)的時(shí)間不長(zhǎng)，大多國(guó)內(nèi)核電設(shè)計(jì)院在基于數(shù)字化DCS的設(shè)備控制設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)還存在不足，而國(guó)內(nèi)DCS廠家在核電廠控制中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也存在欠缺。因而雙方需建立一個(gè)良好的互動(dòng)機(jī)制，DCS廠商可以把其他工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)（尤其是故障模式及分析）反饋給設(shè)計(jì)院，設(shè)計(jì)院則應(yīng)把核電廠的一些設(shè)計(jì)要求傳遞給DCS廠家，從而達(dá)到共同提高的目的。

4 結(jié)論

隨著三代核電技術(shù)引進(jìn)和消化吸收，DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸展開(kāi)，但是國(guó)內(nèi)DCS廠商以及設(shè)計(jì)單位的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏。通過(guò)總結(jié)巴基斯坦恰希瑪核電站二期項(xiàng)目DCS儀控平臺(tái)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)以及借鑒其他核電項(xiàng)目的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提供了一種基于數(shù)字化儀控系統(tǒng)的設(shè)備控制設(shè)計(jì)思路，以提高核電廠設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，為核電行業(yè)的快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

[1]王翠芳，任永忠.DCS在核電站通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化儀表, 2010,（01).（WANG Cui-fang,REN Yong-zhong.Application of DCS in the Ventilation System of the Nuclear Power Plant [J].Automation Instrument, 2010, (01).）

[2]恰?，敽穗姽こ蘄I號(hào)機(jī)組聯(lián)鎖控制邏輯說(shuō)明[R].浙大中控技術(shù)資料.（The Logic Description of the Interlocking Control of CHASNUPP II [R].Technical materials on central control of Zhejiang University.）