核电DCS中长信号控制设备的逻辑设计探讨

高峰　牛强

【摘 要】在核电DCS中长信号控制设备，由于一层组态设计与二层画面显示设计之间存在的标准控制逻辑还不够完善，从而导致画面显示问题。为此，对于标准控制逻辑形进行相应的优化显得尤为重要。

【关键词】核电DCS；长信号控制设备；逻辑设计；探讨

0 引言

在核电DCS设计中，若是一层逻辑与二层画面不是处于同一个厂家或者设计人员，就会直接影响该系统的运行。为此，相关设计人员或者设计厂家应该根据行业标准，注重两者之间的衔接，确保数据通信正确，显示正常。但是，在实践中，由于系统设计的过程中，没有充分把握一些特殊的信号逻辑。就需要借助DCS来进行灵活处理，以满足设计要求。在核电DCS控制领域中，FOXBORO 的I/A系统具有显著的作用，可以将泵、阀、风机等设备通过一整套标准控制逻辑进行模板化控制，被广泛运用于脉冲型指令控制设备，如遇到特殊的需要长信号控制的设备就要对这些标准控制逻辑上进行改进和优化才能达到理想效果。

1 标准控制逻辑设计

1.1 标准控制逻辑

在核电工厂中，DCS中长信号控制设备在其中起到重要作用，是保证各项工作有序进行的重要设备。所以，在核电工厂管理的过程中，为了有效地实现统一管理，往往在控制设备中设计相应的标准控制逻辑，便于提升控制设备的运行质量，节省成本投入，保证统一管理的效果。为了有效地认识长信号逻辑，首先就要对标准控制逻辑进行相应的区分。从控制角度上而言，这种逻辑模型主要分为自动和手动两种控制方式。从优先级上而言，保护控制一般要高于手动控制和自动控。同时，自动控制又高于手动控制。要达到这种手动、自动、保护的控制效果，就应该充分把控开状态和关状态的限制条件。一般而言，一个设备在相同的时间内只能进行一种操作形式，要么是手动，要么是自动，这主要是因为设备中控制系统主要是由一个RS触发器，一个RS触发器只能在一个时间内只能选取一种控制逻辑，不然容易导致控制系统崩坏，直接相应整个控制系统。自动控制与手动控制之间主要就是通过切换加以实现，才能有效地保证系统正常运行[1-2]。在实际情况中，操作人员会根据实际情况对于相应的控制系统进行相应的切换。诸如控制系统启动时可以先进行手动操作，当设备运行正常时，再投入自动，此时禁止操作员手动干预，设备会通过温度压力等自动连锁信号来执行控制。当然，若是进行手自动模式的时候，也可以以实际状态下的启停条件对相关的控制命令进行相应的控制，便于设备按照要求实现相应的运转。手动命令一般来源于操作人员或者控制柜的手动型号，也就是核电DCS上常说的二层KIC命令。与手动命令不同，自动命令主要是以设备运行的实际需求而设定的连锁启停控制编码，从而维持设备的运行，一般是不需要人工进行干预。由于核电工厂属于比较特殊的工厂形式，一旦处于问题危害极大，故而保护核电工厂中的反应堆显得尤为重要。这是因为这种因素的存在，使得保护命令优于其他命令。从启停命令输出来看，RS触发器的命令主要是由设备的启动、关闭状态及其故障进行启动从而进行自我复位命令[3-5]。换一句来说，一旦设备出现相应的问题，相关信号便会触发RS触发器进行复位操作，便于保证核电工厂的安全。这种控制模式也就是比较常见的脉冲控制。

1.2 二层KIC画面的显示

若是在核电工厂在进行运行的时候，操作人员点击启动按钮，使得整个系统处于开状态，二层KIC画面应该收到DCS一层逻辑通过PAKOUT输出块、送来的32位编码以显示设备启动成功的状态。此时IN1（开状态）应该是“1”，IN27（开命令）应该是“0”，可以从二层KIC设计文件中找到相关操作命令，以保证设备正常运行[3-5]。

2 长信号控制设备的逻辑设计

长信号控制设备要想有效地在核电DCS中保证其运行质量，首先就要求其控制命令具有长期性、控制性的特点，避免与脉冲命令控制设备出现短暂命令问题，而直接影响核电工厂的控制系统，影响生产和管理质量[3-5]。所以，长信号控制设备也适用于标准控制逻辑，与脉冲信号控制设备一样，也需要设置手/自动控制，非常注重设备运用的保护控制。与标准控制逻辑的功能存在最大的不同就是，设计人员应该根据实际需求将相应的输出命令运用适当的方式转变成所需要的长信号。一般而言，设备所发出的输出命令主要是以脉冲作为主要形式，这是因为输出命令之前的RS触发器容易因打开、关闭状态及其故障因素而导致复位情况。这种复位信号会导致操作人员选择性对RS触发器打开、关闭状态进行相应的屏蔽，从而促使输出命令脉冲信号转变成为长信号[4-6]。在实际项目中，核电工厂中的排风机控制便是以长信号作为主要形式，便于控制系统根据实际情况进行相应的开启和关闭。在以往的控制系统中，排风机的开状态和关状态的信号一般都是不进入L1块的BI11和BI12，这是因为L1块的BI11和BI12设置参数为长“0”状态，直接屏蔽了相关命令。若操作人员启动按钮。致使排风机处于开状态，二层KIC画面会收到PAKOUT输出的相应编码，使得IN1（开状态）应该是“1”，IN27（开命令）也应该是“1”，但是却无法在二层KIC设计文件中找到这个状态，这说明该设备层KIC处于二未知状态，画面显示自然不够准确。借助现代检测设备，收集相关数据加以分析，其主要影响因素是PAKOUT输出问题。尽管在这种状态下，能够得到长信号，但是却严重影响排风机的开状态和关状态。所以，为了保证或整个控制系统有效地运行，应该在PAKOUT输出块之前加入一段逻辑来保证二层KIC显示正确。新添加的逻辑块中设计了两个RS触发器，开命令（IN27）之前的触发器用开命令置位，用开状态、开故障和关命令复位；关命令（IN28）之前的触发器用关命令置位，用关状态、关故障和开命令复位。在这种现代化的设计过程中，控制系统下发的命令为长信号，进入二层的数据调整为与标准控制逻辑信号一致，控制逻辑和显示逻辑互不干扰[4-6]。如此，才能有效地保证控释系统的正常运行，从而提升系统的质量和效果。

3 结语

从设计逻辑上来看，借助核电DCS系统的标准控制设备，可以有效地控制脉冲控制设备，便于根据实际需求对相關设备进行模板化设计，从而有效地弥补传统模板设计中的不足之处，提升控制设备的功能性。同时，在设计的过程中，除了要保证DCS对现场设备的控制设计之外，还应该充分保证操作画面的正常化、准确化，便于有效地提升核电DCS系统运行质量和效果。

【参考文献】

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