电子报警卡在大亚湾核电站KIT/KPS系统改造中的应用

北京广利核系统工程有限公司 宫旭德，郑伟智

1 引言

基于早期SOLAR计算机技术的大亚湾核电站集中数据处理系统分为数据采集与处理[1][2]、安全监督盘[3-5]这2个子系统，即KIT/KPS系统，在实施国产全数字化升级改造后新定制开发的KIT/KPS系统，是以大亚湾原KIT/KPS系统的功能需求，特别是以PUD (设备机组描述)文件为依据，参考相对先进的岭澳核电站KIT/KPS系统的架构和功能特点，并基于和利时公司生产的DCS NM系列硬件和HOLLiAS_MACSⅥ组态软件平台进行研发。该系统除了实现原KIT/KPS系统的全部功能外，还增加了多项经大亚湾和岭澳核电站多年运行实践所验证的必须功能，其中就包括本文所阐述的电子报警卡功能。大亚湾KIT/KPS系统国产化升级改造的成功实施，不仅解决了原系统技术落后、设备老化、难以维持正常运行的难题，而且率先实现了对引进核电站自动化系统进行国产化、数字化的改造，这在一定程度上摆脱了对外商的依赖，并为今后类似系统的升级改造，为进一步实施大亚湾核电站控制系统的全面数字化、网络化改造积累了宝贵的经验并打下了坚实的技术基础。

核电站内报警卡包含了所有报警信号相关的信息，涉及绝大多数现场工艺系统，是操作员处理报警最重要的参考文件。报警卡文件以纸质文档形式放置在主控室的文件柜中，文件规模庞大，操作员使用时需花长时间查找，影响处理报警的速度，同时出现的报警信号越多，速度问题越突出。与原系统相比，新的KIT/KPS系统实现了智能化的电子报警卡，操作人员可以从报警信息和报警卡索引画面中快速调出需要的报警卡。

本文主要介绍了电子版报警卡在KIT/KPS系统中的实现方式及流程，由于操作员在处理核电站信号报警的同时还需参考相关的报警逻辑图及报警信号变量列表[6]，因此本次改造的电子报警卡中还包含被调用逻辑图的超链接、报警信号变量列表等。经系统运行后现场操作员及维修人员反馈，电子报警卡在KIT/KPS系统中的应用缩短了他们用于查询纸制文件的时间，同时也方便于他们对于报警信号变量逻辑的查找定位。该项目经现场实施1年后，从系统运行及客户反馈结果证明，改造系统中报警卡功能运行良好。

2 旧报警处理流程及存在问题

纸制报警卡（如图1所示）文件是核电站操作员处理现场信号报警时必须参考的重要文件，文件内容包括：报警发生的位置、报警文本信息、报警源头、报警严重等级、报警发生的原因分析、要求采取的行动和后果分析等内容。

图1 纸制版报警卡

系统改造前现场操作人员对于报警信号的处理流程参见如图2所示，其中AA（Visual alarm）指可见报警信号、EC（Shieldcomputer logic input）指屏蔽—计算机逻辑输入。

当现场光字牌报警发生时，操作员根据报警发生的位置记下光字牌报警窗所对应的报警变量名称，根据报警名称在文件柜中依序查找纸制报警卡，同时根据报警卡所描述的内容记下此报警所关联的传感器变量、EC变量及所对应的逻辑图位置，再根据位置的名称在文件柜中依序查找逻辑图，从而根据所查询的资料进行报警原因的分析。由于现场报警变量繁多，每次处理报警分析事件要花费大量操作人员的时间，故针对现场报警处理流程的电子化改造迫在眉睫。

图2 原报警处理流程

3 电子报警卡关键技术分析

3.1 设备数据表的设计

KIT/KPS系统中的集中数据处理系统主要处理来自现场一次仪表的信号，含开关信号采集变量点和模拟信号采集变量点，设备数据表主要用于显示采集变量点的一些基本信息，包括：变量点名、变量点描述、变量点当前值、变量点有效性、处理模件类型、处理模件地址、模件通道号、电气和物理量程等。由于关联报警卡的变量主要为开关量，故在系统数据库及设备数据表的设计过程中针对所有开关信号采集变量点均加入报警卡调用布尔属性及报警卡调用按钮。

3.2 报警盘及报警窗的绘制

报警盘及报警窗（报警窗即现场报警光字牌）分布在核电站的主控室内，报警盘分若干类，报警窗为报警盘的子类细化，分别对应于不同的AA报警。当现场一次仪表信号触发报警时，相对应的报警窗会被激活点亮，以闪烁的形式通知电站当值操作人员进行报警处理[7][8]。

本次KIT/KPS系统改造中，系统的软件平台是基于和利时公司的HOLLiAS_MACSⅥ组态软件系列，利用该软件的图形编辑功能，可以轻易的将报警盘及报警窗的软件实现集成于系统平台中。

3.3 报警卡的绘制

报警卡的绘制流程如图3所示，根据核电站现场提供的电子版报警信号手册，依次提取单页报警卡文档，为了与KIT/KPS系统界面一致，将白色背景页面均进行反色形成黑色背景白色字体的页面，此外，对于报警卡页面的逻辑图链接位置均加入电子版逻辑图的超链接，其中链接关系主要参考《大亚湾报警卡链接关系表》。最后，对于更正后的报警卡文件以网页形式存档供系统平台调用。

图3 报警卡绘制流程

报警卡文件命名分两种方式：如果文件（单个AA）页数小于10张，则命名为“AA名+页数+总页数”；如果文件（单个AA）页数大于10张，则命名为“AA名+页数（从01开始顺序下排）”。

3.4 逻辑图的绘制

逻辑图的绘制仍采用和利时公司的HOLLiAS_MACSⅥ组态软件的图形编辑功能，根据《大亚湾核电站系统逻辑图列表》依次进行逻辑图的绘制，从而转化成为MACSⅥ软件平台的图形文件，并供系统平台调用。

3.5 关联变量表单的整理

在系统数据库的设计过程中，对于单张报警卡所关联的EC变量名有的属于系统数据库中的开关信号采集变量点，但有的关联EC名并不在系统数据库中，但与之对应的有相关的传感器变量名，故我们设置如表1的一种表单，供KIT/KPS系统平台调用，这样我们在调用单张报警卡的同时可以定位到与本张报警卡相关的开关信号变量点报警。

表1 报警卡关联变量表单

4 新报警处理流程

新报警流程处理的方式如图4所示，具体步骤如下：

图4 新报警处理流程

步骤1：KIT/KPS系统平台的开关变量发生报警；

步骤2：进入系统的报警变量列表，找到相关的报警变量；

步骤3：调出该报警变量的设备数据表，转步骤6，或以步骤4为开始项；

步骤4：直接进入KIT/KPS系统平台的报警盘页面；

步骤5：由相应的报警盘调用报警窗页面；

步骤6：找到相应的AA报警卡页面；

步骤7：由报警卡页面下方的变量列表中可定位相关的报警变量（关联传感器变量或关联EC变量）；

步骤8：由报警卡页面中提供的链接可以定位相关的逻辑图，从而分析并确认报警原因，电子报警卡显示画面如图5所示。

图5 电子版报警卡画面

5 结语

本次KIT/KPS系统改造突破了原有系统的技术限制条件，利用当代计算机和自动化技术对系统进行升级开发，并根据现场积累的经验对系统功能实施扩展，新的系统在稳定性、可扩展性以及人机交互性等方面均得到全面改善。系统集成电子报警卡后，大大方便了现场操作员针对报警的查找分析，优化了操作员的工作时间安排。本文介绍了KIT/KPS系统中电子报警卡功能的设计思路——变量数据表中报警卡调用按钮的添加，报警盘、报警窗的绘制，电子版报警卡的制作，逻辑图的绘制，报警卡关联变量表单的整理，同时给出了新报警卡处理的实例展示流程，通过现场用户的反馈，新的报警处理流程方式更加便捷可靠。

[1] Gang Li, Jing Ying. A con fi guration software system for industrial monitoring and controlling[J]. Information Acquisition, 2004. Proceedings. International Conference on, June 21-25, 2004:466-470.

[2] Hasina Abdua. A model for efficient configuration of management agents indistributed systems[J]. Performance Evaluation, 2003,54(7):285-309.

[3] HAF102. 核电厂设计安全规定[S].

[4] IAEA NS-R-1. Safety of Nuclear Power Plants_Design[S].

[5] IAEA NS-G-1.1. Software for Computer Based Systems Important to Safety in Nuclear Power Plants[S].

[6] 王常力. 分布式控制系统(DCS)设计与应用实例[M]. 北京: 电子工业出版社, 2004:159-194.

[7] 苏林森. 900MW压水堆核电站系统与设备[M]. 北京: 原子能出版社，2005:296-318.

[8] 濮继龙.大亚湾核电站运行教程[M].北京: 原子能出版社, 1999:466-481.