CN107450493B - 一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于核电厂控制系统技术领域，具体涉及一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法。具体包括如下步骤：1)采集数据，将DCS组态数据转换为组态文本信息，将DCS功能图纸从CAD格式文件转换为JPG图片格式；2)建立信号映射关系、组态数据模块状态表；3)建立仪控设备相关风险的数据表，确定仪表对应软件模块状态与设备状态之间的风险知识规则；4)对数据和图纸以信号映射关系、组态数据模块状态表为关系模型进行整合；5)在变更发起、校核和审批环节，向变更管理各环节的人员提示该变更对控制系统的影响；6)用户巡检现场组态数据模块状态，将组态数据模块状态信息巡检结果导入系统；7)设计冲突检测模块。

Description

一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法

技术领域

本发明属于核电厂控制系统技术领域，具体涉及一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法。

背景技术

目前核电厂普遍使用集散控制系统(简称DCS)实现核电厂的控制，因为DCS系统承担了全厂绝大部分的控制功能，整个DCS系统的组态数据十分庞大，DCS系统出厂前会进行全面的测试，但在现场调试以及机组运行期间仍可能发现DCS组态存在一定数量的缺陷；现场调试以及机组运行期间，仍需要进行控制系统设计优化或工艺系统控制变更；以及因DCS系统实施闭锁等安全措施的高便利性和高可达性，运行期间存在大量的定期试验条件准备、临时性软件辅助隔离、启动以及试验期间防误动安全措施等；以上这些都将产生核电厂DCS系统的临时控制变更。

目前，核电厂DCS临时控制变更管理中，普遍使用纸质的变更管理流程，核电厂所用的工作管理电子化流程的工单管理系统中也未能从根源上实现变更状态的精细管控，普遍存在诸多技术上和管理上的难题：

(1)以某核电项目为例，机组调试期间DCS系统变更量非常庞大，单机组DCS系统设计变更数量约1000多项，因配合调试工作需要，在调试期间对信号的临时强制等变更约6000项。在机组运行后，因优化设计引起的组态变更以及维修工作对信号强制引起的需求，单机组年度变更数量也有近2000项。对变更文件的管控，采用离线纸质辅以维修工单电子化的方式，基本以人工管理为主的方式，管理效率低下，变更管理岗位人员负担较大。

(2)多个工艺系统的临时变更可能需同时执行或同时存在于系统中，这对工作风险控制带来了非常大的难度，目前的管理方式防控交叉风险难度较大。

(3)变更导致系统中的组态变化、模块状态变化无法被仪控巡检人员获知，巡检人员对状态偏差逐个进行确认需要耗费大量时间成本。

(4)临时强制单的实施无法有效跟踪，难以追溯系统中何时实施了哪些临时强制单。

(5)控制系统进行软件强制或变更涉及到的程序化人因失误陷阱、高风险作业环节无法进行有效的识别提醒和预防。

鉴于临时控制变更工作在电厂调试与运行期间执行频率非常高，变更的流程管理、文档管理及变更历史跟踪难度较大。亟需研制一种基于网络数据库技术，在DCS数据文件基础上实现变更工作的在线管理，可视化的临时控制变更历史追踪的管理方法和系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，以确保DCS系统变更能进行在线状态展示，并与离线DCS组态文件数据关联，提供冲突检测功能，提供基于组态逻辑功能动态分析以及预定义的风险自动提示功能。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，具体包括如下步骤：

1)采集DCS组态数据、DCS功能图纸，将DCS组态数据转换为组态文本信息，将DCS功能图纸从CAD格式文件转换为JPG图片格式；

2)以设备九位码作为主关键字，提取DCS组态文本中的组态功能模块名称信息中的设备九位码，提取DCS功能图纸中的图元名称信息中的设备九位码，并以设备九位码为关键字建立信号映射关系、组态数据模块状态表；

3)对组态文本信息进行解析，通过对组态功能之间的信号引用关系及组态功能内算法步骤的解析结果，识别组态功能模块之间的逻辑关系，确定上游组态功能模块状态变化对下游组态功能模块以及对最终驱动设备的信号的影响，建立仪控设备相关风险的数据表，确定仪表对应软件模块状态与设备状态之间的风险知识规则；

4)对数据和图纸以信号映射关系、组态数据模块状态表为关系模型进行整合，用户在功能图上以所见即所得的方式选择图元模块发起变更、从组态数据选择软件模块方式发起临时控制变更；

同时在功能图、组态数据视图中查询相关软件模块的临时控制变更状态；

5)在变更发起、校核和审批环节，向变更管理各环节的人员提示该变更对控制系统的影响，提示可能造成的工艺设备误动或拒动的影响、交叉作业风险、提示变更违反规范或要求文件的风险；

6)用户巡检现场组态数据模块状态，将组态数据模块状态信息巡检结果导入系统，系统自动识别并匹配组态数据模块状态于系统中记录的已批准临时控制变更；

7)设计冲突检测模块，当用户发起新的临时控制变更申请时，调阅所有当前已申请、已执行的临时控制变更，分析交叉作业的风险，提示申请人。

进一步的，所上所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，步骤3)中，辅以仪控技术人员通过对核电运行相关技术规范和文件的理解，识别重要的仪表信号模块状态对设备动作的风险以及违反规范和要求文件的风险，完善风险数据表的风险知识规则。

进一步的，所上所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，步骤7)中，对于电厂中参与逻辑控制的仪表，当其中一个仪表对应模块状态置为触发状态时，提示表决逻辑触发风险，并禁止相关组态数据模块对应变更需求。

进一步的，所上所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，步骤7)中，对于电厂中参与逻辑控制的仪表，逻辑控制包括三取二表决、四取二表决。

进一步的，所上所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，在步骤7)后进行步骤8)，用户查询当前控制系统中的临时控制变更情况，根据用户账号，提供定制化的信息生成界面。

进一步的，所上所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，在步骤8)中，对于仪控人员，呈现变更支持材料等变更细节及可能造成的影响。

进一步的，所上所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，在步骤8)中，对于运行人员，呈现变更造成的工艺设备闭锁清单和临时控制变更原因；重点提示未经批准的组态数据模块临时控制变更，确保组态数据临时控制变更得到闭环流程控制。

进一步的，所上所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，在步骤8)后进行步骤9)，在移动终端上通查询当前仪表所对应组态数据模块的控制变更状态，供仪控维修人员就地仪表侧工作时确认安全措施实施状态，避免人因导致的工作风险。

进一步的，所上所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，在步骤8)后进行步骤9)，在移动终端上查询当前仪表所对应组态数据模块的控制变更状态的方法包括以下两种之一：输入就地仪表设备位号、扫描就地设备标签二维码。

本发明技术方案的有益效果在于：借助数据库与网络技术，在离线组态数据和图纸基础上实现临时变更的发起和记录，为临时变更的发起、审核、状态记录、风险识别提供了便利，确保工作风险受控。该管理方法的实现，对于变更工作的实施便利性、管理便利性，历史数据查询的易用性，人因问题的防范，数据资料在部门内部共享流转等方面有较大的管理提升。

电子化的审批流程方便了过程文件的管理，避免了文件、记录的丢失或查找困难；临时强制单申请过程中能辅助提供大量的有价值的风险提示信息，极大的方便了重要经验反馈的贯彻执行，变更的风险冲突检测功能，对于现场多点作业有较好的风险防控功能。变更文件自动归档形成报表，方便了管理和查看，自动汇总软件管理表格，汇总变更统计表格。给DCS现场巡检工作带来了较大的方便，现场巡检过程中发现的异常信息可以及时与系统中的数据状态进行对比，快速定位确认来源。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。

本发明适应于核电厂控制系统变更管理，具体设计一种实现核电厂临时变更在线管理的方法，实现临时控制变更管控流程的电子化及状态实时控制；同时可以提供风险冲突检测功能，通过对组态数据和操作状态数据的整合，并辅助外部知识库数据，根据用户操作请求，实现控制变更的在线管理、风险检测及分析、历史数据记录，在台式和移动终端进行显示和提示风险。

一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，具体包括如下步骤：

1)采集DCS组态数据、DCS功能图纸，将DCS组态数据转换为组态文本信息，将DCS功能图纸从CAD格式文件转换为JPG图片格式；

2)以设备九位码作为主关键字，提取DCS组态文本中的组态功能模块名称信息中的设备九位码，提取DCS功能图纸中的图元名称信息中的设备九位码，并以设备九位码为关键字建立信号映射关系、组态数据模块状态表；

3)对组态文本信息进行解析，通过对组态功能之间的信号引用关系及组态功能内算法步骤的解析结果，识别组态功能模块之间的逻辑关系，确定上游组态功能模块状态变化对下游组态功能模块以及对最终驱动设备的信号的影响，建立仪控设备相关风险的数据表，确定仪表对应软件模块状态与设备状态之间的风险知识规则；

辅以仪控技术人员通过对核电运行相关技术规范和文件的理解，识别重要的仪表信号模块状态对设备动作的风险以及违反规范和要求文件的风险，完善风险数据表的风险知识规则。

4)对数据和图纸以信号映射关系、组态数据模块状态表为关系模型进行整合，用户在功能图上以所见即所得的方式选择图元模块发起变更、从组态数据选择软件模块方式发起临时控制变更；

同时在功能图、组态数据视图中查询相关软件模块的临时控制变更状态；

5)在变更发起、校核和审批环节，向变更管理各环节的人员提示该变更对控制系统的影响，提示可能造成的工艺设备误动或拒动的影响、交叉作业风险、提示变更违反规范或要求文件的风险；

6)用户巡检现场组态数据模块状态，将组态数据模块状态信息巡检结果导入系统，系统自动识别并匹配组态数据模块状态于系统中记录的已批准临时控制变更；

7)设计冲突检测模块，当用户发起新的临时控制变更申请时，调阅所有当前已申请、已执行的临时控制变更，分析交叉作业的风险，提示申请人；

对于电厂中参与逻辑控制的仪表，当其中一个仪表对应模块状态置为触发状态时，提示表决逻辑触发风险，并禁止相关组态数据模块对应变更需求。在此实施例中，对于电厂中参与逻辑控制的仪表，逻辑控制包括三取二表决、四取二表决。

8)用户查询当前控制系统中的临时控制变更情况，根据用户账号，提供定制化的信息生成界面；对于仪控人员，呈现变更支持材料等变更细节及可能造成的影响；对于运行人员，呈现变更造成的工艺设备闭锁清单和临时控制变更原因；重点提示未经批准的组态数据模块临时控制变更，确保组态数据临时控制变更得到闭环流程控制。

9)在移动终端上通查询当前仪表所对应组态数据模块的控制变更状态，供仪控维修人员就地仪表侧工作时确认安全措施实施状态，避免人因导致的工作风险。在移动终端上查询当前仪表所对应组态数据模块的控制变更状态的方法包括以下两种之一：输入就地仪表设备位号、扫描就地设备标签二维码。

上述方法实现了临时控制变更管理流程电子化，以形象化的方式呈现控制系统组态数据模块状态对机组运行的影响。平台能根据需要自动提示变更准备、操作步骤等环节的风险分析，通过技术手段提高准备质量、避免人因失误等导致错误。并在后台实现了变更数据详细的历史记录，电厂人员能非常方便地对控制系统设备状态进行历史追溯。系统能根据已经实施的变更与系统备份数据进行自动检查，确认系统状态和文件状态，实现闭环管理，提升管理绩效。

Claims (10)

1.一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

1)采集DCS组态数据、DCS功能图纸，将DCS组态数据转换为组态文本信息，将DCS功能图纸从CAD格式文件转换为JPG图片格式；

2)以设备九位码作为主关键字，提取DCS组态文本中的组态功能模块名称信息中的设备九位码，提取DCS功能图纸中的图元名称信息中的设备九位码，并以设备九位码为关键字建立信号映射关系、组态数据模块状态表；

3)对组态文本信息进行解析，通过对组态功能之间的信号引用关系及组态功能内算法步骤的解析结果，识别组态功能模块之间的逻辑关系，确定上游组态功能模块状态变化对下游组态功能模块以及对最终驱动设备的信号的影响，建立仪控设备相关风险的数据表，确定仪表对应软件模块状态与设备状态之间的风险知识规则；

4)对数据和图纸以信号映射关系、组态数据模块状态表为关系模型进行整合，用户在功能图上以所见即所得的方式选择图元模块发起变更、从组态数据选择软件模块方式发起临时控制变更；

同时在功能图、组态数据视图中查询相关软件模块的临时控制变更状态；

5)在变更发起、校核和审批环节，向变更管理各环节的人员提示该变更对控制系统的影响，提示造成的工艺设备误动或拒动的影响、交叉作业风险、提示变更违反规范或要求文件的风险；

6)用户巡检现场组态数据模块状态，将组态数据模块状态信息巡检结果导入系统，系统自动识别并匹配组态数据模块状态于系统中记录的已批准临时控制变更；

7)设计冲突检测模块，当用户发起新的临时控制变更申请时，调阅所有当前已申请、已执行的临时控制变更，分析交叉作业的风险，提示申请人。

2.如权利要求1所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，其特征在于：步骤3)中，辅以仪控技术人员对核电运行相关技术规范和文件的理解，识别重要的仪表信号模块状态对设备动作的风险以及违反规范和要求文件的风险，完善风险数据表的风险知识规则。

3.如权利要求1所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，其特征在于：步骤7)中，对于电厂中参与逻辑控制的仪表，当其中一个仪表对应模块状态置为触发状态时，提示表决逻辑触发风险，并禁止相关组态数据模块对应变更需求。

4.如权利要求3所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，其特征在于：步骤7)中，对于电厂中参与逻辑控制的仪表，逻辑控制包括三取二表决、四取二表决。

5.如权利要求1所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，其特征在于：在步骤7)后进行步骤8)，用户查询当前控制系统中的临时控制变更情况，根据用户账号，提供定制化的信息生成界面。

6.如权利要求5所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，其特征在于：在步骤8)中，对于仪控人员，呈现变更支持材料的变更细节及造成的影响。

7.如权利要求5所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，其特征在于：在步骤8)中，对于运行人员，呈现变更造成的工艺设备闭锁清单和临时控制变更原因；重点提示未经批准的组态数据模块临时控制变更，确保组态数据临时控制变更得到闭环流程控制。

8.如权利要求5所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，其特征在于：在步骤8)后进行步骤9)，在移动终端上通查询当前仪表所对应组态数据模块的控制变更状态，供仪控维修人员就地仪表侧工作时确认安全措施实施状态，避免人因导致的工作风险。

9.如权利要求5所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，其特征在于：在步骤8)后进行步骤9)，在移动终端上查询当前仪表所对应组态数据模块的控制变更状态的方法包括以下两种之一：输入就地仪表设备位号、扫描就地设备标签二维码。

10.如权利要求1所述的一种核电厂控制系统临时控制变更在线管理方法，其特征在于：步骤3)中，辅以仪控技术人员对核电运行相关技术规范和文件的理解，识别重要的仪表信号模块状态对设备动作的风险以及违反规范和要求文件的风险，完善风险数据表的风险知识规则；

步骤7)中，对于电厂中参与逻辑控制的仪表，当其中一个仪表对应模块状态置为触发状态时，提示表决逻辑触发风险，并禁止相关组态数据模块对应变更需求；其中，对于电厂中参与逻辑控制的仪表，逻辑控制包括三取二表决、四取二表决；

在步骤7)后进行步骤8)，用户查询当前控制系统中的临时控制变更情况，根据用户账号，提供定制化的信息生成界面；对于仪控人员，呈现变更支持材料的变更细节及造成的影响；对于运行人员，呈现变更造成的工艺设备闭锁清单和临时控制变更原因；重点提示未经批准的组态数据模块临时控制变更，确保组态数据临时控制变更得到闭环流程控制；

在步骤8)后进行步骤9)，在移动终端上通查询当前仪表所对应组态数据模块的控制变更状态，供仪控维修人员就地仪表侧工作时确认安全措施实施状态，避免人因导致的工作风险；在移动终端上查询当前仪表所对应组态数据模块的控制变更状态的方法包括以下两种之一：输入就地仪表设备位号、扫描就地设备标签二维码。