劉慕緣，張瑞華，何健蓉，張進松，干炯申

（中核核電運行管理有限公司 維修三處，浙江 嘉興 314300）

PTRIS001（安全注入和安全殼隔離階段A 的綜合試驗），該項試驗是在反應(yīng)堆處在換料后的維修冷停堆工況（準(zhǔn)備向一回路充水時）時執(zhí)行的試驗，且是大修進程的關(guān)鍵路徑，整個試驗在順利的情況下需7h 左右。若有設(shè)備等其他異常情況，整個試驗過程則要有17h 之多。試驗過程中有兩個環(huán)節(jié)需要大量人力與時間來進行驗證：①設(shè)備的動作情況；②閥門的動作時間。在以往的試驗中，曾出現(xiàn)過設(shè)備初始狀態(tài)與試驗要求不一致而導(dǎo)致試驗失敗的案例。試驗中需要多人從幾百條試驗日志中找出需要的試驗量來驗證閥門的動作時間，兩種情況中都極易出現(xiàn)差錯，導(dǎo)致試驗時間增加或失敗。其涉及閥門個數(shù)高達(dá)89 個，部分閥門動作時間要求精度高，關(guān)閉時間≤1，這就對閥門變位時間精度提出了很高的要求。所以，需要開發(fā)試驗閥門驗證輔助計算軟件來解決上述問題。

1 項目背景

本項目已研發(fā)出一款可自動計算閥門變位時間及狀態(tài)的可視化軟件，實現(xiàn)對運行需求的閥門變位時間自動運算及狀態(tài)顯示，從而解決現(xiàn)場由于軟件限制需手動記錄及計算導(dǎo)致的試驗時間冗長及計算誤差，提高試驗效率，節(jié)省大修主線時間。通過對KIT 系統(tǒng)平臺軟件的二次開發(fā)及組態(tài)，在主控操作員站中增加顯示畫面的方式來實現(xiàn)試驗系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)的整體顯示和試驗過程中的閥門時間自動輔助計算。此系統(tǒng)預(yù)留擴展功能，方便后續(xù)自行增加對應(yīng)的試驗系統(tǒng)。

目前已完成秦二廠1、2 號機組試驗閥門驗證輔助計算軟件的開發(fā)調(diào)試工作，已完成PT2RIS001/EIE001 兩個試驗調(diào)試，滿足最初設(shè)計的功能要求：①實現(xiàn)試驗系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)的整體顯示，符合操縱員試驗的操作需求；②可正確自動計算動作時間，驗證與當(dāng)前手動計算一致，實現(xiàn)試驗閥門時間自動輔助計算；③具有擴展功能，可增加其他試驗規(guī)程。經(jīng)評估已滿足研究目標(biāo)。

開發(fā)過程：本套軟件主要針對秦二廠1、2 號機組HOLLiAS MACS 系統(tǒng)軟件平臺進行應(yīng)用，與采用HOLLiAS MACS 系統(tǒng)軟件平臺的其他電廠具有完全的兼容性，其他同平臺項目也可以采用本方法進行閥門動作試驗?；陔娬居嬎銠C系統(tǒng)（KIT）平臺進行二次開發(fā)及組態(tài)，采用應(yīng)用開發(fā)補丁的方式，通過新增功能頁面實現(xiàn)閥門動作時間自動計算的功能，可以將本補丁包安裝到工程師站，修改當(dāng)前運行的工程，然后下裝操作員站，整個軟件升級過程不影響服務(wù)器的運行，不會導(dǎo)致服務(wù)器失效。本次開發(fā)的RIS、EIE 試驗規(guī)程中的所有閥門的到位時刻、閥門動作時間已滿足規(guī)程設(shè)計需要，在模擬體完成軟件的安裝及調(diào)試工作。另外，此次研究還具有擴展功能，后續(xù)再增加其他試驗規(guī)程時，設(shè)備狀態(tài)的整體顯示畫面只需修改圖符的開限位、關(guān)限位點名和域號信息，新增閥門動作時間畫面時，選擇本閥門時間自動計算畫面作為模板，可按照本計算方法進行其他試驗計算。

2 關(guān)鍵技術(shù)解決

對于此研發(fā)項目，其關(guān)鍵技術(shù)為如何通過本程序，在電站計算機系統(tǒng)（KIT）平臺軟件上進行試驗系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)的整體顯示，并對顯示閥門動作時間進行自動計算，具有其擴展性。為解決上述問題，主要通過以下3 個技術(shù)方案來實現(xiàn)上述3 種功能：

2.1 試驗系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)的整體顯示

集成需監(jiān)測的試驗設(shè)備狀態(tài)至電站計算機系統(tǒng)（KIT）可視化界面，將目前試驗前需要的設(shè)備集成至監(jiān)視界面，通過電站計算機系統(tǒng)（KIT）可視化界面確認(rèn)所有設(shè)備是否在要求位置來實現(xiàn)試驗系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)的整體顯示，從而避免因為設(shè)備狀態(tài)不對而導(dǎo)致試驗失敗，節(jié)約逐個查詢時間。本程序包含試驗前所有閥門狀態(tài)的自動確認(rèn)，并提示試驗條件是否已具備。

其主要工作按照操縱員試驗的具體情況，人性化為增加試驗系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)顯示頁面，按工藝系統(tǒng)、按列進行歸類，比如RIS 系統(tǒng)增加A 列和B 列兩幅頁面，分為RIS 系統(tǒng)A 列所有設(shè)備狀態(tài)和B 列所有設(shè)備狀態(tài)，設(shè)備狀態(tài)采用列表的方式分類進行排列，顯示風(fēng)格與原有系統(tǒng)保持一致，如圖1 所示。

圖1 RIS系統(tǒng)A列設(shè)備狀態(tài)顯示示意圖Fig.1 Schematic diagram of the status display of equipment in column A of the RIS system

試驗開始前，需要確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)是否滿足初始要求。初始要求開啟的閥門，開限位為紅色，關(guān)限位為灰色時，初始狀態(tài)是否滿足列顯示黑色√，其他情況顯示紅色×；初始要求關(guān)閉的閥門，開限位為灰色，關(guān)限位為綠色時，初始狀態(tài)是否滿足列顯示黑色√，其他情況顯示紅色×。

可以通過每個頁面上的按鈕鏈接到其他頁面查看其他設(shè)備狀態(tài)，例如打開第一個頁面時，按鈕組的狀態(tài)為：按鈕1 為藍(lán)色，其余按鈕為灰色。當(dāng)點擊按鈕2 打開第二個設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視頁面時，按鈕組的狀態(tài)為按鈕2 為藍(lán)色，其余按鈕為灰色。

設(shè)備狀態(tài)顯示頁面增加切換按鈕，可方便地切換到對應(yīng)的閥門動作時間計算頁面。

閥門計算軟件需保證現(xiàn)場信號正常，假如現(xiàn)場電纜進線方向的數(shù)據(jù)有誤，目標(biāo)函數(shù)能將風(fēng)險減到最低，繼續(xù)編寫自動優(yōu)化算法[1]。定義站為邊界，以當(dāng)前模塊布置、通道位置為初態(tài)數(shù)據(jù)開始優(yōu)化，每一輪計算結(jié)果看作一個樹節(jié)點，每次只調(diào)整偏差小于零的點，每調(diào)整一輪都判斷小于零的點數(shù)。如果點數(shù)增加，則認(rèn)為優(yōu)化變差，返回上一節(jié)點，進入另外分支優(yōu)化[2]。

2.2 試驗閥門時間自動輔助計算

整理試驗中對有開關(guān)時間要求的閥門，在電站計算機系統(tǒng)（KIT）中核實相關(guān)點名，在電站計算機系統(tǒng)（KIT）平臺中提取相關(guān)點時標(biāo)。梳理所有閥門的計算公式，根據(jù)公式開發(fā)軟件算法計算閥門動作時間，對比標(biāo)準(zhǔn)邏輯判斷是否符合要求，并在電站計算機系統(tǒng)（KIT）可視化界面顯示，包括RIS、EIE 等試驗規(guī)程中的所有閥門的到位時刻、閥門動作時間，是否滿足規(guī)程設(shè)計需要。

增加試驗系統(tǒng)閥門動作時間計算頁面，以列表的方式顯示閥門動作時間計算的相關(guān)信息，并自動完成計算和判定是否滿足準(zhǔn)則。示意圖如圖2 所示。

計算：手動安注信號出現(xiàn)后，試驗開始。頁面提取試驗開始后各個閥門第一次變位（0 變1）時刻，并根據(jù)算式計算出動作時間，動作時間滿足準(zhǔn)則的，是否滿足列顯示黑色√，不滿足準(zhǔn)則時顯示紅色×。

模式：閥門動作時間計算功能分為24h 和歷史兩種模式，24h 模式顯示當(dāng)前時間向前24h 內(nèi)最新的一次試驗結(jié)果，歷史模式下需要設(shè)定起始時間，然后點擊“查詢”按鈕，頁面查找并顯示設(shè)定的起始時間后24h 內(nèi)的第一次試驗結(jié)果。

翻頁：通過頁面前翻、后翻按鈕查看所有閥門的動作情況。

2.3 擴展功能

通過現(xiàn)有的系統(tǒng)組態(tài)程序及配置文件進行擴展，方便后續(xù)用于其他試驗規(guī)程。需要增加其他設(shè)備試驗時，可以參照擴展說明文件進行擴展功能的實現(xiàn)，通過以下兩步即可實現(xiàn)擴展功能。

1）通過組態(tài)工具增加試驗系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)顯示畫面。

2）通過組態(tài)工具及配置文件增加試驗系統(tǒng)閥門動作時間計算頁面。

3 技術(shù)指標(biāo)的實現(xiàn)

3.1 功能技術(shù)指標(biāo)實現(xiàn)

試驗系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視畫面中顯示各個閥門的開限位狀態(tài)、關(guān)限位狀態(tài)且閥門圖幅及顏色與原電站計算機系統(tǒng)（KIT）中顯示一致，程序頁面中用于各閥門計算的時刻應(yīng)與電站計算機系統(tǒng)（KIT）試驗日志中的時刻一致。閥門時間輔助計算的程序頁面打開時，如試驗初始條件已觸發(fā)，則程序自動運行開始篩選日志并記錄對應(yīng)時刻。試驗結(jié)束時，閥門時間輔助計算的程序頁面自動停止，且頁面數(shù)據(jù)保持不變，直至下一次試驗開始。閥門時間輔助計算的結(jié)果，可通過篩選功能在試驗日志中篩查。每一個試驗系統(tǒng)為一個單獨子項，相互之間獨立，應(yīng)有獨立的畫面顯示。每個子項中主要包括閥門動作時間計算的啟停、日志篩選的啟停、試驗設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視畫面、閥門時間自動輔助計算畫面，提供的軟件包含RIS、EIE 試驗規(guī)程中所有閥門的到位時刻、閥門動作時間等，滿足試驗規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。模擬體驗證：畫面調(diào)用、畫面顯示、設(shè)備狀態(tài)顯示、頁面調(diào)用、歷史模式數(shù)據(jù)查詢、動作時間計算正確性、特殊情況邏輯，及計算處理問題。

3.2 擴展功能技術(shù)指標(biāo)實現(xiàn)

以數(shù)字化技術(shù)為核心的數(shù)字化系統(tǒng)也不斷應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，并在自動化生產(chǎn)線中發(fā)揮著越來越重要的作用[3]。應(yīng)具備擴展功能，在后續(xù)可根據(jù)現(xiàn)場實際需要，按照擴展說明文件自行增加擴展現(xiàn)有試驗規(guī)程外的試驗子項。查詢同類電廠，如嶺澳二期核電廠進行了數(shù)字化監(jiān)視方面的改進。操作人員將運行程序和監(jiān)控畫面分離，把數(shù)字化的部分運行程序內(nèi)容視同獨立的一個計算機顯示屏現(xiàn)實程序，通過程序的相應(yīng)步驟的鏈接按鈕另屏調(diào)取顯示的監(jiān)控畫面，并在監(jiān)控畫面上進行操縱和監(jiān)視，在程序界面上進行記錄[4]。軟件開發(fā)過程中，及時糾正軟件平臺的錯誤，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，使電站計算機系統(tǒng)的功能更加完善、穩(wěn)定，可靠性不斷提高[5]。

4 結(jié)束語

通過數(shù)字化手段實現(xiàn)對運行需求的閥門變位時間自動運算及狀態(tài)顯示，減少計算誤差，提高試驗效率，節(jié)約操縱員人力，縮短試驗時間。項目完成后，縮短試驗時間10h，大大減少試驗期間的操縱員的人力，并且給操縱員減負(fù)，使試驗更加準(zhǔn)確，減少因人因或設(shè)備異常導(dǎo)致的試驗不合格。試驗閥門軟件具有良好的經(jīng)濟和社會效益，為其他在役核電廠的數(shù)字化試驗方式提供了借鑒經(jīng)驗。