浅谈核电站DCS控制系统的调试

工 程 技 术77
科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
DOI：10.16661/ki.1672-3791.2018.10.077
浅谈核电站DCS控制系统的调试
①
胡瑞涛 盛巍巍
(中国核电工程有限公司华东分公司 浙江嘉兴 314300)
摘　要：随着工业自动化技术和计算机应用的快速发展，DCS控制系统在核电行业中得到了广泛的应用，它的运行稳定与否决定着整个核电站的稳定和安全。

本文在总结海南昌江核电站DCS控制系统调试经验的基础上，论述了核电站DCS控制系统调试的特点、调试的准备、调试的主要内容、调试关注的问题等，为其他核电项目DCS调试提供参考和借鉴。

关键词：核电站 DCS 调试
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2018)04(a)-0077-02
随着工业自动化技术和计算机应用的快速发展，DCS 控制系统在核电行业中得到了广泛的应用，DCS控制系统作为核电站监控的重要组成部分，它的运行是否稳定，决定着整个核电站的稳定运行和安全。

因此通过前期调试阶段对DCS控制系统的功能及性能的验证，对后期核电机组安全、可靠稳定运行有着重大的意义。

昌江核电站采用全数字化DCS仪控系统，采取集中管理、分散控制监视和通信。

本文在总结昌江核电站调试经验的基础上，分析了核电站DCS调试的特点、调试的内容、调试的关注问题等，希望能为其他电站提供借鉴经验。

1 核电DCS控制系统调试的特点
DCS控制系统前期调试由于控制机柜等设备供货及现场施工条件限制等原因，安装时间晚，但要求投入运行时间早，采取安装单位与调试单位共同调试的方式。

核电DCS控制系统I/O点多，整体DCS系统规模庞大，调试过程贯穿整个核电调试周期。

DCS控制系统调试接口复杂，调试的配合与协调难度较大，存在交叉作业风险，在进度方面也受其他专业制约。

由于涉及核安全，DCS控制系统调试的准备、实施、过程监督都多方要严格把关，采取调试方和业主方共同管理的方式。

2 调试准备
2.1 DCS人员准备及管理体系
DCS控制系统调试人员根据机组的配置和工作性质分为DCS一层组、DCS二层组、专设组、BUP组以及就地仪表组。

采用“以老带新”的方式，使新同志把理论和现场实际结合起来，熟悉DCS的调试方案和要点，为后续调试打下基础。

同时应及早建立人员培训及授权体系，通过厂家培训或驻场监造等方式提前开展人员培训和授权。

昌江核电采用的DCS调试管理模式为调试方、业主、DCS供方及安装方共同调试的方式。

调试方和业主共同协作，充分发挥计划、组织、领导和控制四大职能，整合协调各方力量推动调试顺利开展。

管理程序参考国内成熟经验，同时考虑项目的具体情况，在职责划分方面充分考虑合同和组织体系等因素，同时通过加强管理程序的培训和宣贯，确保程序体系运行有效。

2.2 调试工具
专用工具在调试的过程中需要提前准备，一般由DCS 供方提供，并在采购合同中约定。

通用工具可根据经验采购配置，并在使用过程中不断优化，另外，工具准备过程中应同步建立器具台账以及管理体系，以规范器具管理。

2.3 调试文件
调试相关文件提前录入在HTS或PW中管理，包含设计院图纸、厂家图纸、调试规程、设备信息、维修规程、预防性维修数据库及定值等。

3 DCS调试的主要内容
DCS调试主要包括DCS单体调试、DCS功能调试和DCS系统调试3个方面。

3.1 单体调试
(1)现场仪表调试。

调试单位应做好移交前联检工作，确保现场仪表移交到调试手中时是可用的。

主要工作有：①确认仪表及管线正确安装；②进行仪表迁移、标定、校验等工作；③仪表冲水排气；④仪表的投用以及全量程多点验证。

现场仪表调试工作应注意由有经验的人员对各种仪表编制相应的调试程序，提前开展仪表操作培训，对于仪表调试数据、定值要及时记录并保存，方便后期维护。

(2)通道调试。

此部分由安装单位进行，调试单位负责跟踪，监理单位负责监督。

主要工作包括：①绝缘电阻测试；②硬接线通道检查；③通道精度测试。

3.2 DCS功能调试
这一步分出厂前由厂家进行出厂前(FAT)测试，调试人员驻场监督并参与FAT测试，入厂后根据相应DCS规程再次执行DCS功能性的验证。

包括以下3个方面：(1)系统硬件。

检查设备安装的状态是否符合要求，完成设备供电测试，设备上电主控单元掉电保护测试，测试回路输出掉电保护测试，开关量输出掉电保护测试，验证系统自诊断功能，检查监控画面上是否能够正确显示报警信息。

(2)系统软件。

系统软件在出厂测试前已由厂家进行录入及模拟测试，现场主要工作是对软件版本补丁等，按照厂家提供的资料进行进一步
(下转82页)
①作者简介：胡瑞涛(1990，2—)，男，汉族，海南海口人，本科，助理工程师，从事核电站核岛仪控及DCS系统的调试工作。

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3.3 热气溶胶灭火系统组成及优缺点
由于气溶胶微粒极为细小，具有非常大的比表面积，吸附力极强，不宜管道输送，因此按系统结构组成划分，气溶胶灭火系统都制成预制系统。

该系统由火灾报警、灭火控制和热气溶胶灭火装置三部分组成。

市面的热气溶胶灭火系统，按灭火剂分为K型和S型两种。

其中S型属于第三代产品，目前较为常用。

灭火剂常温常压储存，灭火装置由气体发生器、电子气化启动器、除尘降温室、箱体四部分组成[3]。

在通讯机房、电子计算机房等防护区，灭火剂喷放时间不应大于90s，喷口温度不应大于150℃；在其他防护区，喷放时间不应
大于120s,喷口温度不应大于180℃[1]。

热气溶胶灭火系统是固体常压存放，体积和重量大大减小；预制系统，不需要安装管网，故运输、贮存、安装都很方便；灭火剂环保无腐蚀，不会造成二次污染，对人体无毒害；与其他气体灭火系统相比，省略了高压钢瓶、阀门等大量设备，大大降低了成本，工程初期投资较小，且适用于小型空间；但是，热气熔胶灭火系统灭火时，灭火剂氧化反
应释放出大量的热，喷口温度较高[3]
，而含冷却元件的灭火装置，冷却时会消耗部分活性物质，影响灭火效率；灭火剂属于自动反应性物质，在储存和运输过程中可能会产生物理或化学变化，影响使用效果；灭火剂释放后，形成的固体颗粒，影响视线，不便人员疏散；灭火后会残存部分沉降物，不适宜洁净场所使用；且目前热熔胶气体灭火系统没有消防产品3C认证，在局部地区使用受限。

3.4 三种灭火系统对比
将三种灭火系统几个重要特点对比如下。

(1)系统类型——IG541，灭火剂储存状态——气态；占用空间大，输送距离——高压，输送距离远；洁净、环保——气体，无毒、环保、无残留；系统形式——管网式；建设投入——高；维护成本——高。

(2)系统类型——七氟丙烷；灭火剂储存状态——液态；占用空间适中，输送距离——中压，输送距离适中；洁净、环保——气体，低毒、环保、无残留；系统形式——管网式、预制式；建设投入——中；维护成本——低。

(3)系统类型——热气溶胶；灭火剂储存状态——固态；占用空间小，输送距离——常压，输送距离短；洁净、环保——烟雾，无毒、环保、微残留；系统形式——预制式；建设投入——低；维护成本——中。

4 结语
在为保护场所选用气体灭火系统时,可以从三种系统灭火机理、系统组成等特征差异方面进行比较选择,从而达到最好的灭火效果。

三种灭火系统都适用的场所，从建设初期成本投入角度考虑，IG541系统造价最高，七氟丙烷系统次之，热气溶胶最低。

兼顾考虑后期维护投入的情况，笔者认为七氟丙烷系统相对比较经济。

参考文献
[1] 杨志运.IG541气体灭火系统技术应用[J].黑龙江科技信息,2013(14):36.
[2] 姜利,吴卫平.浅谈七氟丙烷气体灭火系统应用[J].科技信息,2013(10):416.
[3] 黄君来.热气溶胶预制灭火系统的设计与应用[J].煤炭工程,2010(7):13-15.(上接77页)
确定，配合工艺系统一起验证组态内容的正确性。

(3)系统冗余测试。

以KCP系统为例，冗余测试包括：系统供电、CP、通讯模块勿扰切换等测试、网络交换机、FBM与总线通讯、网关等冗余测试。

3.3 DCS系统调试
系统调试是指在调试各个阶段对DCS性能指标进行验证，以确保其满足设计要求，性能指标包括：系统可用率、系统分辨率和响应时间、各计算机和自动处理器负荷、网络负荷等。

工艺和仪控系统的综合验证，但很大程度上是对控制逻辑、算法、设定参数的验证和调试。

自动功能的验证是确保核电站稳定运行并达到设计自动化水平的重要工作，它涉及多专业协作，应建立高效的组织和协调机制。

昌江核电DCS系统进行了一些大的改进，包括软、硬件升级以及总线系统模块化设计等，其目的都是使系统更具备较强的数据处理能力，以应对核电站庞大的数据量。

4 DCS调试关注的问题
4.1 重视调试的方法
DCS控制系统拥有便捷的控制、监视以及诊断功能，合理利用DCS的功能可以提高调试效率。

4.2 重视调试临时变更
必须加强变更管理，变更管理流程应简洁，内容清晰，变更前须进行风险评估，对重要变更执行时应全程进行监护，确保变更实施正确性并实现闭环管理，所有变更都
应可跟踪和查阅。

4.3 重视管理程序
应根据调试需求及时升版调试管理程序，确保程序的时效性和适应性。

在调试前和过程中都要重视程序的学习和宣贯，使大家有效执行管理规定。

4.4 重视责任
调试过程中各种问题的责任划分要有严格的界定。

调试人员应了解并能辨识相关问题的责任方，在处理问题时善于运用合同规定促进问题解决并维护调试方权益。

5 结语
随着DCS系统规模越来越大，DCS调试难度也将随之增大，其难点不在于技术层面，而在于调试过程的总体组织，过程控制以及经验积累方面。

调试单位应及时吸收国内外调试经验，结合自身特点建立满足调试需求的管理体系，从调试技术和管理方面做好过程控制，确保核电站DCS调试工作能高质量和高效率的完成。

参考文献
[1] 何朝均.核电站DCS系统调试[J].中国仪器仪表,2013 (8):47-50.
[2] 上海福克斯波罗有限公司.I/A ’s系统及运用[Z].2007.[3] 徐伟.方家山核电站数字化仪控系统浅谈[J].企业技术开发,2011,30(14):87-88.
[4] 韩寅池,梅燕.核电站仪控系统的测试系统[J].电子测试,2016(9):87-88.
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