计算机化运行规程在示范快堆中的开发

陆嘉宁，谭 平，苏金遵，纪润泽，周 智

(1. 中核霞浦核电有限公司，福建 霞浦 355100；2. 中核控制系统工程有限公司，北京 102401；3. 中核武汉核电运行技术股份有限公司，湖北 武汉 430200)

示范快堆配置的数字化主控室中人机接口为8块大屏幕和5套多屏操作员站，运行人员对机组系统进行操作时，需依据经过严格验证后批准生效的运行规程，保证核电厂的一切操作有章可循。尤其在事故情况下，需要主控室操作人员快速从大量信息中准确地调用规程和相应画面，进行精准判断和决策，将机组参数控制在运行限值以内，防止故障扩大。降低运行规程执行的人因失误，对于核电厂安全稳定运行具有重要意义。

相对传统的纸质规程，计算机化运行规程是将规程显示在人机接口中，再将相应的画面链接嵌入规程的对应步骤，并设计规程内显示工艺参数、防跳步等功能，降低了因操作员找错画面、遗漏步骤等人因失误风险，辅助操作员判断规程执行条件和快速定位，有效提高执行规程的效率，减轻操作员负担，增强安全性。

然而，传统的纸质规程计算机化的时间成本高，计算机化规程更新滞后于纸质规程，限制其真正投入使用。示范快堆执行规程是基于传统纸质规程的计算机化实施流程开发的一套规程编辑器软件，可实现多角色协同编辑，使用编辑器完成规程编制、数字化、修订、生效等全流程，输出的计算机化规程可直接导入DCS平台，实现了纸质规程和计算机化规程的同步性、一致性，对于其他新建及在役核电机组有一定参考意义。

1 传统的计算机化实施流程

示范快堆计算机化运行规程是由电厂运行人员、设计院设计人员、规程管理人员协同参与，经过规程编制、添加计算机化信息、修订、生效、升版等一系列过程而产生的。

通常计算机化实施流程是运行人员编制规程(如原因、操作等)，设计人员审查规程并补充计算机化信息(如数字显示参数、画面链接等)，再返回运行人员对审查意见进行回复、修订规程，设计人员修订计算机化信息……如此往复，直至意见关闭，规程定稿，定稿后交由规程管理人员导入到DCS中(DCS平台软件开发时考虑了符合人机接口要求的规程格式)，并在DCS出厂前由DCS供货商进行测试验证。运行人员、设计人员与DCS供货商间的规程文件统一由规程管理人员进行传递和版本控制。

以上三种角色交互过程中，审查意见和修订记录采用人工标记(如批注、加底色等)，规程的编制、计算机化涉及人员多，运行人员更为注重规程内容的正确性，容易忽略编制格式和标记的规范，在规程计算机化过程中易出现定稿后的规程不符合DCS平台识别的导入格式的情况；运行人员修订规程忽略进行标记或误删计算机化信息，易使设计人员在更新计算机化信息时遗漏信息，导致规程和计算机化信息不匹配，在规程计算机化过程中即产生人因失误，如图1所示。在核电厂建设和调试阶段，已传递设计人员的规程内容可能因设计变更和实际验证出现再次修订，变动信息难以高效识别和整合，从而导致版本管理困难，计算机化实施的质量和效率较低，难以真正投入使用。

图1 计算机化实施流程示意图Fig.1 The schematic of the computerized implementation process

图2 软件架构图Fig.2 The software architecture

2 基于编辑器实现一体化处理流程

为解决计算机化运行规程实施质量和效率较低的痛点，基于计算机化实施流程开发规程编辑器软件，建立了一种一体化处理流程的规程编辑方法，使核电厂运行人员、设计院设计人员、规程管理人员三种角色权限的用户能够对规程进行交互处理，从创建到编制、计算机化、修订、升版、生效，实现一体化处理流程，保证计算机化运行规程和纸质规程的同步性、一致性；开发计算机化运行规程时，规范规程模板，支持多角色协同编制，限制人员角色权限，规范人员编制行为，所修改内容易于识别和对比，对规程进行版本管理，所交互的标记/批注可追溯。

2.1 软件架构

本文开发的规程编辑器软件基于Sqlite 数据库，软件架构包括界面层、业务层和数据层，如图1所示。界面层为用户提供人机交互界面，用户通过人机交互界面登录系统，对业务层进行在线操作。

业务层用于实现一体化处理流程的规程编辑功能，并将处理后的相应数据反馈至界面层，业务层包括：用户管理模块、规程管理模块、内容维护模块和模板管理模块。

用户管理模块：用于规程新建、规程搜索、规程删除、规程升版、规程列表查看、规程信息导出、规程的导入/导出的管理；

规程管理模块：用于用户登录、注销和角色权限的管理；

内容维护模块：用于规程内容的查看、修改、删除、保存、批注交互和差异对比的管理；

模板管理模块：用于字体、字号、字体颜色、缩进、表格形式的管理，以及序列号自动排序、版本版次自动编号、单元格自适应行高以自动切分编辑页。

数据层用于规程编辑过程数据以及模板文件的存储，主要包括数据库，其负责读取或者存储数据，指令通过界面层操作发送至业务层，业务层根据用户的操作，在收到指令后，查询读取数据库中对应表格的相关数据，或者将需要写入的数据存储到数据库中对应的位置中。

用户在界面层的人机界面对软件进行操作，产生的指令数据传递给业务层进行数据解析，包括用户及角色权限信息，对规程的增删改查、导入/导出，对规程内容的编辑等，解析后的数据发送到数据层中的数据库进行存储以及反馈，将反馈的数据在业务层反向解析，送回界面层展示。此外，模板由后台开发完成后将信息内置于数据层的数据库中，在规程展示、编辑、导入和导出等过程中使用。

2.2 角色权限

根据核电厂运行人员、设计院设计人员、规程管理人员在开发计算机化运行规程中的职责，在编辑器中设置三个角色各自的权限，如表1所示。用户选择权限后对其操作进行不同的限制，选择运行人员或设计人员的角色，只能编辑各自拥有编辑权限的区域，如图3所示，对其他权限区域仅拥有批注权限，避免对信息的误删，规程管路人员具有较高的权限。

表1 编辑器软件中三个角色的权限Table 1 Permission for three roles in the editor software

图3 运行人员角色权限下显示界面Fig.3 The display interface of the role and mandate of the operator

2.3 主要功能

2.3.1 规范模板

固化规程格式，包括规程的结构、格式样式、字体类型、大小、颜色等，编制者在使用过程中仅编辑内容，无需考虑格式，导出时按已定义的规程模板导出，防止个人习惯引入的不合规的操作；包括序号自适应、版本版次自适应、单元格自适应行高，提高编制效率；采用所见即所得的技术，规程编辑器输出的文件可被DCS平台识别，无需仪控人员再次进行转化，环节简化，实现了纸质规程与计算机化运行规程的格式和内容上的一致性。

规程模板还在编写链接的对应位置设置数字化的宏，用户只需输入链接编号，导出后自动添加数字化的宏，导入DCS平台实现点击链接编号能够快速跳转到指定画面或规程。

2.3.2 版本管理

通过规程编辑器可实现各规程版本的差异比对，通过读取数据库当前版本数据与上一版本数据，使用数据对比插件将相同位置单元格的数据进行对比，并将对比结果传输给界面层，有差异的单元格会自动加红色背景显示，此外，在修改当前版本时也会实时显示红色背景。

点击红色单元格，可显示当前版本该单元格与上一版本该单元格中的内容差异，其中当前版本内容中，用不同颜色字体来体现修改的差异，红色字体(带删除线)表示删除，绿色表示新增，如图4所示。通过规程编辑器的此功能来实现运行规程版本控制，以代替人工标注和对比。

图4 版本差异对比Fig.4 Comparison of differences in versions

2.3.3 交互处理

用户能够给另一方权限填写的单元格内容新建批注，批注将显示批注时间和批注人；对应的，当某单元格有批注时，使用特殊标记提示用户，用户可查看批注内容，点击批注中的回复按钮，可以对该条批注进行回复。避免其他角色误删信息等人因失误，可在规程上之间体实现意见的交互，简化了文函传递意见的过程，提高了纸质规程计算机化的效率。

3 结束语

示范快堆开发的规程编辑器软件开发周期满足工程进度要求，规程的格式模板可定义，编辑权限可设定，简化运行人员、设计人员在计算机化过程中的编制规则，易于识别和对比差异、交互追溯，有助于提升多角色协同开发的质量和效率，保证纸质规程与计算机化运行规程的同步性、一致性。后续还需优化编辑器界面设计，将计算机化实施相关管理程序嵌入软件的确认项，并研究开发规程的自动测试、自动生成测试报告等功能。

对于新建核电机组，建议在运行规程策划阶段就定义好规程模板，并制定配套的管理手段，核电厂与设计院、DCS供货商基于规程编辑器软件进行计算机化规程的开发，将大大减少计算机化规程的设计、实施周期，对DCS项目的供货进度具有重要价值。

对于在役核电机组，除在编辑器中新建规程之外，编辑器支持规程导入和在线编辑，导入的规程需严格符合定义的规程模板，可在电子化规程(Word、Visio格式)基础上，在编辑器中设置数字化的宏的位置直接添加数字化信息(画面链接编号等)，导出的规程可被DCS识别，实现点击链接快速跳转到对应画面，有助于计算机化规程走入到实质性应用阶段。