摘要：目前国内外新建核电站都采用分布式控制系统（DCS）DCS的功能和性能直接关系到核电厂的安全性与经济性。因此，核电厂DCS系统投入使用之前，需要进行大量的现场调试工作，以确保DCS系统功能及性能满足核电厂要求。传统的DCS系统调试方式是根据测试规程，通过短接线或信号发生器手动为I/O模块注入输入信号，然后查看I/O模块输出信号。此种方式每次只能完成单个通道的测试，无法测试完整的设备联锁控制逻辑以及DCS机柜整体的性能，而且核电厂DCS系统的I/O规模基本都在10000点以上，采用传统调试方式，需要大量的人员和时间，而且容易引入人因失误。本文针对核电站DCS系统调试方法进行探究。
关键词：核电站；DCS 系统；调试方法
引言
对于国内核电技术的发展和核安全的保障具有重要的意义。本文的核电DCS系统调试装置已投入实际工程应用，但对实际工程应用中需要的功能如快速端接替换、测试场景的适用性、可操作性等方面考虑不够充分，随着依托项目的进行，将会逐步完善这些功能，本装置也将会在核电厂现场DCS调试中发挥更大的作用。
1、DCS系统
1.1 研制流程
本装置的研制包含了各种硬件的选型、集成，应用软件开发，主要开发流程如下：1）开发电厂工艺过程模型和仿真DCS一层。2）选取待测试的系统，整理该系统的I/O清单。3）根据选择系统的I/O信息，配置硬件I/O板卡，制作便携式调试箱。4）开发接口。5）根据清单配置I/O板卡，整理出配置文件。6）开发IOMAP软件。7）编写测试用例及规程。根据测试规程，选取工作模式一和工作模式二，对比关键参数的曲线和逻辑响应。
1.2 系统工作原理
在本装置的研制及使用过程中，电厂模型与DCS一层有两种连接模式，系统架构如图1所示。模式一（DCS一层采用仿真方式）：电厂工艺模型和DCS一层仿真系统在服务器内通过接口程序构成闭环。模式二（DCS一层采用混合模式）：一部分DCS一层逻辑在DCS仿真系统中，通过接口程序与工艺系统模型构成闭环；另外一部分待测试系统（或机柜）的DCS一层逻辑在DCS一层机柜中，经I/O通讯板卡，通讯协议传递给测试系统（或机柜）对应的电厂工艺模型；使DCS一层逻辑与电厂模型构成闭环
2、核电站 DCS 系统调试方法
2.1 单体调试技术
一般情况下，在仪表调试中应该做到：第一，在调试方法选择中，应该注意各类仪表编制的调试程序，规定仪表的调试方法以及调试流程，整个调试过程应该由有经验的人员进行，以保证仪表调试的合理性。第二，在仪表调试之前，应该对相关人员进行专业性的培训，使调试人员熟练掌握仪表调试的方法。第三，在仪表调试之前，需要相关人员进行仪表调试数据的管理机规划，保证数据管理以及管理流程确定的科学性。其次，通道调试。在通道调试的过程中，通常应该进行通道绝缘测试、硬接线通道正确性检查、模拟量通道的精度测试以及驱动回路调试等。在系统调试之前，应该确定调试协作的方法、调试协作细节等内容，通过多种调试设备的选择，保证 DCS 系统运行的稳定性，提高系统的运行效率。系统调试的整个过程中，当进行驱动回路调试以及项目应用时，应该将设备单体调试与调试项目进行结合，并成立专项协调小组，全面提高设备调试的效率，有效避免调试重复问题的发生。
2.2 功能调试技术
第一，系统硬件设备调试。在整个调试中，系统需要检查设备状态是否满足设备运行的需求，在完成设备供电测试之后，进行设备上电。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二，在系统软件调试中，应该结合的特点，进行软件代码的生成及下载。第三，对于系统冗余项目的测试而言，应该结合系统的运行状况，进行测试方案的选择。例如，在 TXP 冗余系统测试中，应该做到：首先，AS620 冗余系统测试中，应该进行系统供电、CPU 以及通信模块的测试；其次，在总线冗余测试中，应该结合工程验证的基本状况，进行DCS 系统身份的验证，及时验证系统的自动诊断功能、系统资源容量测试功能等，通过多种测试方案的总结，提高冗余测试系统运行的稳定性。最后，性能担保试验（GPT），在整个系统调试中，通过 GPT 的确定，可以根据调试各个阶段的特点，进行 DCS 系统性能的分析，并对相关指标进行验证，以保证合同项目执行的准确性，满足系统运行的基本需求。一般情况下，在 DCS 系统GPT 指标分析中，应该对系统的可用率、系统分辨率以及相应时间等进行综合性的确定，避免不同部件在使用中发生故障，影响DCS 系统运行的稳定性。
2.3 自动功能验证技术
通过对自动功能验证试验的分析，整个控制系统包括成组控制、顺序控制以及子环控制等，通过对系统工艺以及仪器系统的验证分析，可以在一定程度上实现对控制逻辑的确定，提高自动功能控制及验证的有效性。而且，自动控制验证中，为了保证 DCS 系统调试的安全性、稳定性，应该通过多专业项目协调，建立高效的组织以及协调机制，实现调试系统的正常运行。同时，在自动功能验证技术分析中，也应该不断提升 DCS 系统调试人员的专业性，为核电站 DCS 系统调试的方案优化提供参考。
3、核电站DCS系统的故障原因分析
(1)核电站DCS系统DCS控制系统硬件故障分析。核电站DCS系统DCS控制系统的硬件故障主要包括模块输出故障和主辅助处理器切换故障。如果主要次要处理器的切换故障是静态的，则主要次要dpu切换实验会成功完成，但如果电子间的环境温度水平过高或过低，或者dpu负载预算比率过高，则会对dpu的正常切换产生一定程度的影响，从而导致系统故障和通信故障等问题因此，要注意电子间温度和dpu负载率监控以及控制器顺时运行。DCS控制系统的抗干扰级别越低，or模块的输入信号数就越多，信号干扰的情况下发生信号错误的可能性就越大，从而导致模块输出故障。因此，在配置时，如果一个“或”模块遇到多个输入信号，则应尽可能避免。同时在电子之间使用高功率无线通信设备可能不会产生MFT信号。(2)软件故障分析。核电站DCS系统DCS控制系统软件故障包括DCS系统强制功能不良、控制站初始化安装问题等。DCS系统无法正常工作大多数是系统功能不完整的，因此必须补充DCS系统的功能，以便DCS系统能够查询所需的变量。控制站初始化下安装问题的原因:配置或逻辑修改时，操作员工作站和工程师工作站同时修改逻辑，但操作员工作站或工程师工作站在修改逻辑后未重新编译下面的安装，编译前后逻辑不匹配，此时注册系统可能会导致初始化下的安装问题。因此，必须改进DCS系统的功能，并记录对DCS控制逻辑所做的修改。总之，DCS系统应根据设计要求和相关规格章程进行安装和调试。
结束语
在 DCS 系统调试的过程中，其作为一种驱动型的系统形式，通过数据指令的执行，可以实现系统的高性能、高效率运转，充分满足核电站系统调试的基本需求，为行业的发展提供支持。
参考文献：
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论文作者:杜波
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
标签：系统论文; 核电站论文; 测试论文; 功能论文; 逻辑论文; 故障论文; 核电厂论文; 《基层建设》2019年第14期论文;