DCS診斷實驗室的設計及應用

摘 要：海陽核電廠采用AP1000核電機組，為了探索如何滿足核電廠培訓的需要，海陽核電廠建設了一套DCS診斷實驗室。通過介紹DCS診斷實驗室的控制系統和實體工藝回路組成部分以及DCS診斷實驗室的開發的培訓功能，分析了DCS診斷實驗室在調試、維修人員的技能與核安全文化培訓方面的應用。實踐證明DCS診斷實驗室在核電廠培訓中發揮了重要作用。

關鍵詞：DCS診斷實驗室；Ovation；DCS

引言

為了確保調試、維修活動的安全和質量，核電廠技術人員必須堅持“上崗必須授權、授權必須培訓、培訓必須考核”的原則。為了培養海陽核電廠調試、維修人員的實際操作技能和良好的工作習慣，海陽核電廠建設了一套DCS診斷實驗室。主要用于調試、維修人員的技能與核安全文化培訓。

1 DCS診斷實驗室設備組成介紹

DCS診斷實驗室主要由工藝模塊和儀控系統組成。儀控系統采用與海陽核電廠完全相同的OVATION控制系統，實體工藝回路則由電廠常用機、電、儀設備組成。

1.1 工藝系統介紹

工藝設備采用模塊化集成方式，安裝在一個鋼制臺架上。工藝系統主要由兩個水箱MT-01/MT-02、兩臺離心泵MP-01/MP-02、氣動閥、電動閥、手動閥、空氣壓縮機等工藝設備組成。

1.2 儀控系統介紹

DCS診斷實驗室儀控系統采用Emerson公司的Ovation控制平臺，軟件采用Ovation 3.3.1版本。包含的硬件設備主要是：儀控OVATION機柜一臺、服務器一臺、學員站9臺、歷史站一臺、交換機一臺。機柜控制器、操作員站、工程師站、歷史站通過CAT5E網線連接到交換機上，組成一個OVATION以太網。

1.3 DCS診斷實驗室儀表介紹

儀表主要由電廠常用的就地指示壓力表、壓力變送器、流量儀表、溫度儀表、雷達液位計、電容液位計、差壓液位計、浮子液位計、液位開關、振動監測等儀表組成。

1.4 DCS診斷實驗室控制方式

1.4.1 MP-01/02泵的控制。MP-01/02泵采用西門子SIMOCOD

E 3UF7電機控制系統，3UF7電機保護控制器通過Profibus DP 現場總線連接到Ovation機柜內的Profibus DP卡件上。泵在投遠程自動運行時，在控制室通過操作員站完成對電機的操作，并經Profibus總線將電機回路的準備、急停、運行、電流和故障等信號實時提供給操作員站。同時，也可以將操作切換到就地，這樣就可以通過3UF7控制面板來實現泵的啟停。

1.4.2 DLS-MT-02水箱壓力調節模式。水箱入口閥門DLS-PL-V002設置手動模式，水箱出口閥門DLS-PL-V003設置為自動模式。設定值壓力與DLS-MT-02水箱實際測量壓力值進行比較，壓力偏差信號經過PID調節控制DLS-PL-V003閥門開度，以控制DLS-MT-02水箱內壓力，邏輯示意圖見圖2。

2 DCS診斷實驗室在培訓中的應用

DCS診斷實驗室作為OVATION控制系統與實體工藝回路于一體的培訓實驗室，可以進行故障診斷及學員核安全文化方面的培訓。

2.1 故障診斷培訓

DCS診斷實驗室基本覆蓋了電廠常用的機電儀設備，可以進行人工設置系統運行過程中易產生的故障，讓學員解決。

可設置的故障如下：

（1）就地儀表參數設置錯誤，傳感器校驗錯誤；（2）就地儀表投用不正確，如壓力儀表平衡閥未關緊，壓力儀表引壓管進氣；（3）接線錯誤，包括就地端子箱和OVATION機柜端接錯誤；（4）Ovation機柜通道保險絲熔斷；（5）儀控邏輯組態錯誤；（6）PID調節參數設置錯誤。

2.2 儀控調試工程師技能培訓

（1）掌握OVATION控制器、工程師站、操作員站、歷史站、交換機硬件結構；（2）在DCS工程師站上對控制系統進行組態練習，包括數據庫設置、網絡設置、邏輯畫面組態工具的使用；（3）使用OVATION應用軟件，如點信息（Point Information）、報警（Alarm）、趨勢（Trend）、動態邏輯圖（Signal Diagram），并在工程站、操作員站上對應用軟件進行配置；（4）掌握Profibus，Device net等總線的配置；（5）掌握控制系統參數調節方法；（6）現場儀表校驗培訓

實驗室具有壓力、流量、液位、溫度等儀表。學員可使用校驗儀對實驗室的熱工儀表進行校驗，掌握熱工儀表的校驗方法，提高解決儀表故障問題等能力。

2.3 調試工程師核安全文化的培育

人因控制是核安全文化的中心傳統，國內外大量統計結果表明，由于人的不安全行為導致的事故占事故總數的70%-90%以上。杜絕人因失誤，最根本的就是要不斷提高核實踐工作人員的核安全文化素養。

DCS診斷實驗室讓學員模擬核電廠現場工作流程執行工作任務，在執行工作任務中練習防人因失誤的工具使用。練習的防人因失誤工具包含：

（1）工前會。接到工作任務后，學員首先應該召開工前會，內容包括審查人員的資質、明確工作任務、分析風險、進行人員分工、檢查先決條件、工器具準備等。

（2）明星自檢。明星自檢原則STAR分為四步：STOP，遇到不正常情況停止，不確定或不安全的停頓；THINK，分析問題；ACTION，應對問題采取的行動；REWIEW，驗證采取行動的正確性。DCS診斷實驗室培訓時，在執行工作任務過程中使用。

（3）程序的使用和遵循。DCS診斷實驗室編寫了相關系統在線、運行、故障處理等程序供學員使用。以鍛煉學員使用正確的程序，并學會如何執行程序，以及解決程序執行過程中出現的問題。

（4）三段式交流。DCS診斷實驗室的所有操作都按照三段式交流的溝通方式，以培養學員掌握三段式交流的工具，減少以后在調試過程中因信息傳遞不準確而引發的人因失誤。

（5）質疑的態度：審核來源，自我驗證，獨立核實。

（6）經驗反饋：召開工后會，進行經驗反饋。DCS診斷實驗室每個工作任務結束后，學員都將召開工后會，對任務執行過程中的優點和不足進行總結，將良好的實踐經驗與大家共享。

3 結束語

海陽核電廠DCS診斷實驗室投入使用后，承擔了海陽核電廠調試、維修人員的培訓。通過培訓，調試、維修人員積累了現場工作經驗，提高了故障處理能力。同時培養了調試、維修人員良好的工作習慣，掌握了防人因失效工具的使用，調試人員的核安全文化得到了大大的提高。

海陽核電廠在核電調試、維修人員培訓的探索實踐上，證明DCS診斷實驗室是一種功能突出、效果明顯的培訓方式，為其他核電廠在人員培訓方面提供了借鑒意義。

參考文獻

[1]國家核安全局，HAD103/05核電廠人員的配備、招聘、培訓和授權[S].1996：1493.

[2]王軍，薛偉.數字化電廠與Ovation 系統多網絡結構應用[J].現代制造，2007（12）：79-81.

[3]胡夏波，盧軍.用西門子Simocode DP 組建的電廠電動機控制系統[J].低壓電器，2005（7）：55-57.

[4]趙志軍，龐劍玲，王斌，等.Ovation 控制系統中典型邏輯控制圖例的分析[J].河北電力技術，2004（1）：19-20.

作者簡介：張得勝（1983，3-），男，民族：漢，籍貫：重慶，學歷：本科，職稱：工程師，現工作或學習單位：山東核電有限公司，研究方向：主要從事核電站儀控調試方面的研究。endprint

摘 要：海陽核電廠采用AP1000核電機組，為了探索如何滿足核電廠培訓的需要，海陽核電廠建設了一套DCS診斷實驗室。通過介紹DCS診斷實驗室的控制系統和實體工藝回路組成部分以及DCS診斷實驗室的開發的培訓功能，分析了DCS診斷實驗室在調試、維修人員的技能與核安全文化培訓方面的應用。實踐證明DCS診斷實驗室在核電廠培訓中發揮了重要作用。

關鍵詞：DCS診斷實驗室；Ovation；DCS

引言

為了確保調試、維修活動的安全和質量，核電廠技術人員必須堅持“上崗必須授權、授權必須培訓、培訓必須考核”的原則。為了培養海陽核電廠調試、維修人員的實際操作技能和良好的工作習慣，海陽核電廠建設了一套DCS診斷實驗室。主要用于調試、維修人員的技能與核安全文化培訓。

1 DCS診斷實驗室設備組成介紹

DCS診斷實驗室主要由工藝模塊和儀控系統組成。儀控系統采用與海陽核電廠完全相同的OVATION控制系統，實體工藝回路則由電廠常用機、電、儀設備組成。

1.1 工藝系統介紹

工藝設備采用模塊化集成方式，安裝在一個鋼制臺架上。工藝系統主要由兩個水箱MT-01/MT-02、兩臺離心泵MP-01/MP-02、氣動閥、電動閥、手動閥、空氣壓縮機等工藝設備組成。

1.2 儀控系統介紹

DCS診斷實驗室儀控系統采用Emerson公司的Ovation控制平臺，軟件采用Ovation 3.3.1版本。包含的硬件設備主要是：儀控OVATION機柜一臺、服務器一臺、學員站9臺、歷史站一臺、交換機一臺。機柜控制器、操作員站、工程師站、歷史站通過CAT5E網線連接到交換機上，組成一個OVATION以太網。

1.3 DCS診斷實驗室儀表介紹

儀表主要由電廠常用的就地指示壓力表、壓力變送器、流量儀表、溫度儀表、雷達液位計、電容液位計、差壓液位計、浮子液位計、液位開關、振動監測等儀表組成。

1.4 DCS診斷實驗室控制方式

1.4.1 MP-01/02泵的控制。MP-01/02泵采用西門子SIMOCOD

E 3UF7電機控制系統，3UF7電機保護控制器通過Profibus DP 現場總線連接到Ovation機柜內的Profibus DP卡件上。泵在投遠程自動運行時，在控制室通過操作員站完成對電機的操作，并經Profibus總線將電機回路的準備、急停、運行、電流和故障等信號實時提供給操作員站。同時，也可以將操作切換到就地，這樣就可以通過3UF7控制面板來實現泵的啟停。

1.4.2 DLS-MT-02水箱壓力調節模式。水箱入口閥門DLS-PL-V002設置手動模式，水箱出口閥門DLS-PL-V003設置為自動模式。設定值壓力與DLS-MT-02水箱實際測量壓力值進行比較，壓力偏差信號經過PID調節控制DLS-PL-V003閥門開度，以控制DLS-MT-02水箱內壓力，邏輯示意圖見圖2。

2 DCS診斷實驗室在培訓中的應用

DCS診斷實驗室作為OVATION控制系統與實體工藝回路于一體的培訓實驗室，可以進行故障診斷及學員核安全文化方面的培訓。

2.1 故障診斷培訓

DCS診斷實驗室基本覆蓋了電廠常用的機電儀設備，可以進行人工設置系統運行過程中易產生的故障，讓學員解決。

可設置的故障如下：

（1）就地儀表參數設置錯誤，傳感器校驗錯誤；（2）就地儀表投用不正確，如壓力儀表平衡閥未關緊，壓力儀表引壓管進氣；（3）接線錯誤，包括就地端子箱和OVATION機柜端接錯誤；（4）Ovation機柜通道保險絲熔斷；（5）儀控邏輯組態錯誤；（6）PID調節參數設置錯誤。

2.2 儀控調試工程師技能培訓

（1）掌握OVATION控制器、工程師站、操作員站、歷史站、交換機硬件結構；（2）在DCS工程師站上對控制系統進行組態練習，包括數據庫設置、網絡設置、邏輯畫面組態工具的使用；（3）使用OVATION應用軟件，如點信息（Point Information）、報警（Alarm）、趨勢（Trend）、動態邏輯圖（Signal Diagram），并在工程站、操作員站上對應用軟件進行配置；（4）掌握Profibus，Device net等總線的配置；（5）掌握控制系統參數調節方法；（6）現場儀表校驗培訓

實驗室具有壓力、流量、液位、溫度等儀表。學員可使用校驗儀對實驗室的熱工儀表進行校驗，掌握熱工儀表的校驗方法，提高解決儀表故障問題等能力。

2.3 調試工程師核安全文化的培育

人因控制是核安全文化的中心傳統，國內外大量統計結果表明，由于人的不安全行為導致的事故占事故總數的70%-90%以上。杜絕人因失誤，最根本的就是要不斷提高核實踐工作人員的核安全文化素養。

DCS診斷實驗室讓學員模擬核電廠現場工作流程執行工作任務，在執行工作任務中練習防人因失誤的工具使用。練習的防人因失誤工具包含：

（1）工前會。接到工作任務后，學員首先應該召開工前會，內容包括審查人員的資質、明確工作任務、分析風險、進行人員分工、檢查先決條件、工器具準備等。

（2）明星自檢。明星自檢原則STAR分為四步：STOP，遇到不正常情況停止，不確定或不安全的停頓；THINK，分析問題；ACTION，應對問題采取的行動；REWIEW，驗證采取行動的正確性。DCS診斷實驗室培訓時，在執行工作任務過程中使用。

（3）程序的使用和遵循。DCS診斷實驗室編寫了相關系統在線、運行、故障處理等程序供學員使用。以鍛煉學員使用正確的程序，并學會如何執行程序，以及解決程序執行過程中出現的問題。

（4）三段式交流。DCS診斷實驗室的所有操作都按照三段式交流的溝通方式，以培養學員掌握三段式交流的工具，減少以后在調試過程中因信息傳遞不準確而引發的人因失誤。

（5）質疑的態度：審核來源，自我驗證，獨立核實。

（6）經驗反饋：召開工后會，進行經驗反饋。DCS診斷實驗室每個工作任務結束后，學員都將召開工后會，對任務執行過程中的優點和不足進行總結，將良好的實踐經驗與大家共享。

3 結束語

海陽核電廠DCS診斷實驗室投入使用后，承擔了海陽核電廠調試、維修人員的培訓。通過培訓，調試、維修人員積累了現場工作經驗，提高了故障處理能力。同時培養了調試、維修人員良好的工作習慣，掌握了防人因失效工具的使用，調試人員的核安全文化得到了大大的提高。

海陽核電廠在核電調試、維修人員培訓的探索實踐上，證明DCS診斷實驗室是一種功能突出、效果明顯的培訓方式，為其他核電廠在人員培訓方面提供了借鑒意義。

參考文獻

[1]國家核安全局，HAD103/05核電廠人員的配備、招聘、培訓和授權[S].1996：1493.

[2]王軍，薛偉.數字化電廠與Ovation 系統多網絡結構應用[J].現代制造，2007（12）：79-81.

[3]胡夏波，盧軍.用西門子Simocode DP 組建的電廠電動機控制系統[J].低壓電器，2005（7）：55-57.

[4]趙志軍，龐劍玲，王斌，等.Ovation 控制系統中典型邏輯控制圖例的分析[J].河北電力技術，2004（1）：19-20.

作者簡介：張得勝（1983，3-），男，民族：漢，籍貫：重慶，學歷：本科，職稱：工程師，現工作或學習單位：山東核電有限公司，研究方向：主要從事核電站儀控調試方面的研究。endprint

摘 要：海陽核電廠采用AP1000核電機組，為了探索如何滿足核電廠培訓的需要，海陽核電廠建設了一套DCS診斷實驗室。通過介紹DCS診斷實驗室的控制系統和實體工藝回路組成部分以及DCS診斷實驗室的開發的培訓功能，分析了DCS診斷實驗室在調試、維修人員的技能與核安全文化培訓方面的應用。實踐證明DCS診斷實驗室在核電廠培訓中發揮了重要作用。

關鍵詞：DCS診斷實驗室；Ovation；DCS

引言

為了確保調試、維修活動的安全和質量，核電廠技術人員必須堅持“上崗必須授權、授權必須培訓、培訓必須考核”的原則。為了培養海陽核電廠調試、維修人員的實際操作技能和良好的工作習慣，海陽核電廠建設了一套DCS診斷實驗室。主要用于調試、維修人員的技能與核安全文化培訓。

1 DCS診斷實驗室設備組成介紹

DCS診斷實驗室主要由工藝模塊和儀控系統組成。儀控系統采用與海陽核電廠完全相同的OVATION控制系統，實體工藝回路則由電廠常用機、電、儀設備組成。

1.1 工藝系統介紹

工藝設備采用模塊化集成方式，安裝在一個鋼制臺架上。工藝系統主要由兩個水箱MT-01/MT-02、兩臺離心泵MP-01/MP-02、氣動閥、電動閥、手動閥、空氣壓縮機等工藝設備組成。

1.2 儀控系統介紹

DCS診斷實驗室儀控系統采用Emerson公司的Ovation控制平臺，軟件采用Ovation 3.3.1版本。包含的硬件設備主要是：儀控OVATION機柜一臺、服務器一臺、學員站9臺、歷史站一臺、交換機一臺。機柜控制器、操作員站、工程師站、歷史站通過CAT5E網線連接到交換機上，組成一個OVATION以太網。

1.3 DCS診斷實驗室儀表介紹

儀表主要由電廠常用的就地指示壓力表、壓力變送器、流量儀表、溫度儀表、雷達液位計、電容液位計、差壓液位計、浮子液位計、液位開關、振動監測等儀表組成。

1.4 DCS診斷實驗室控制方式

1.4.1 MP-01/02泵的控制。MP-01/02泵采用西門子SIMOCOD

E 3UF7電機控制系統，3UF7電機保護控制器通過Profibus DP 現場總線連接到Ovation機柜內的Profibus DP卡件上。泵在投遠程自動運行時，在控制室通過操作員站完成對電機的操作，并經Profibus總線將電機回路的準備、急停、運行、電流和故障等信號實時提供給操作員站。同時，也可以將操作切換到就地，這樣就可以通過3UF7控制面板來實現泵的啟停。

1.4.2 DLS-MT-02水箱壓力調節模式。水箱入口閥門DLS-PL-V002設置手動模式，水箱出口閥門DLS-PL-V003設置為自動模式。設定值壓力與DLS-MT-02水箱實際測量壓力值進行比較，壓力偏差信號經過PID調節控制DLS-PL-V003閥門開度，以控制DLS-MT-02水箱內壓力，邏輯示意圖見圖2。

2 DCS診斷實驗室在培訓中的應用

DCS診斷實驗室作為OVATION控制系統與實體工藝回路于一體的培訓實驗室，可以進行故障診斷及學員核安全文化方面的培訓。

2.1 故障診斷培訓

DCS診斷實驗室基本覆蓋了電廠常用的機電儀設備，可以進行人工設置系統運行過程中易產生的故障，讓學員解決。

可設置的故障如下：

（1）就地儀表參數設置錯誤，傳感器校驗錯誤；（2）就地儀表投用不正確，如壓力儀表平衡閥未關緊，壓力儀表引壓管進氣；（3）接線錯誤，包括就地端子箱和OVATION機柜端接錯誤；（4）Ovation機柜通道保險絲熔斷；（5）儀控邏輯組態錯誤；（6）PID調節參數設置錯誤。

2.2 儀控調試工程師技能培訓

（1）掌握OVATION控制器、工程師站、操作員站、歷史站、交換機硬件結構；（2）在DCS工程師站上對控制系統進行組態練習，包括數據庫設置、網絡設置、邏輯畫面組態工具的使用；（3）使用OVATION應用軟件，如點信息（Point Information）、報警（Alarm）、趨勢（Trend）、動態邏輯圖（Signal Diagram），并在工程站、操作員站上對應用軟件進行配置；（4）掌握Profibus，Device net等總線的配置；（5）掌握控制系統參數調節方法；（6）現場儀表校驗培訓

實驗室具有壓力、流量、液位、溫度等儀表。學員可使用校驗儀對實驗室的熱工儀表進行校驗，掌握熱工儀表的校驗方法，提高解決儀表故障問題等能力。

2.3 調試工程師核安全文化的培育

人因控制是核安全文化的中心傳統，國內外大量統計結果表明，由于人的不安全行為導致的事故占事故總數的70%-90%以上。杜絕人因失誤，最根本的就是要不斷提高核實踐工作人員的核安全文化素養。

DCS診斷實驗室讓學員模擬核電廠現場工作流程執行工作任務，在執行工作任務中練習防人因失誤的工具使用。練習的防人因失誤工具包含：

（1）工前會。接到工作任務后，學員首先應該召開工前會，內容包括審查人員的資質、明確工作任務、分析風險、進行人員分工、檢查先決條件、工器具準備等。

（2）明星自檢。明星自檢原則STAR分為四步：STOP，遇到不正常情況停止，不確定或不安全的停頓；THINK，分析問題；ACTION，應對問題采取的行動；REWIEW，驗證采取行動的正確性。DCS診斷實驗室培訓時，在執行工作任務過程中使用。

（3）程序的使用和遵循。DCS診斷實驗室編寫了相關系統在線、運行、故障處理等程序供學員使用。以鍛煉學員使用正確的程序，并學會如何執行程序，以及解決程序執行過程中出現的問題。

（4）三段式交流。DCS診斷實驗室的所有操作都按照三段式交流的溝通方式，以培養學員掌握三段式交流的工具，減少以后在調試過程中因信息傳遞不準確而引發的人因失誤。

（5）質疑的態度：審核來源，自我驗證，獨立核實。

（6）經驗反饋：召開工后會，進行經驗反饋。DCS診斷實驗室每個工作任務結束后，學員都將召開工后會，對任務執行過程中的優點和不足進行總結，將良好的實踐經驗與大家共享。

3 結束語

海陽核電廠DCS診斷實驗室投入使用后，承擔了海陽核電廠調試、維修人員的培訓。通過培訓，調試、維修人員積累了現場工作經驗，提高了故障處理能力。同時培養了調試、維修人員良好的工作習慣，掌握了防人因失效工具的使用，調試人員的核安全文化得到了大大的提高。

海陽核電廠在核電調試、維修人員培訓的探索實踐上，證明DCS診斷實驗室是一種功能突出、效果明顯的培訓方式，為其他核電廠在人員培訓方面提供了借鑒意義。

參考文獻

[1]國家核安全局，HAD103/05核電廠人員的配備、招聘、培訓和授權[S].1996：1493.

[2]王軍，薛偉.數字化電廠與Ovation 系統多網絡結構應用[J].現代制造，2007（12）：79-81.

[3]胡夏波，盧軍.用西門子Simocode DP 組建的電廠電動機控制系統[J].低壓電器，2005（7）：55-57.

[4]趙志軍，龐劍玲，王斌，等.Ovation 控制系統中典型邏輯控制圖例的分析[J].河北電力技術，2004（1）：19-20.

作者簡介：張得勝（1983，3-），男，民族：漢，籍貫：重慶，學歷：本科，職稱：工程師，現工作或學習單位：山東核電有限公司，研究方向：主要從事核電站儀控調試方面的研究。endprint