CN109634215B - 一种基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法 - Google Patents

一种基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，包括：(1)进行规程的运行功能分析，形成对应的功能分析清单；(2)进行CODE规程系统数据组态，形成“CODE规程生成程序”和“CODE规程平面图形编码识别程序”；(3)提取CODE规程各类功能，设计CODE规程转换程序输入文件，生成包含完整平面图形编码的CODE规程；(4)验证CODE规程上所有平面图形编码及其它相关信息的正确性。本发明根据CODE规程系统的特点，在保留便携介质规程的基础上，对规程本身的功能及人机接口进行设计，使用简便且通用性好。

Description

一种基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法
技术领域
本发明属于核电厂操作规程设计技术，具体涉及一种基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法。
背景技术
目前，随着计算机技术的广泛应用，新建核电机组几乎全部实施了全数字化仪控系统和先进控制室，操纵员在计算机工作站(OWP)上通过调用屏幕上的数字化规程信息及各类控制画面来完成有关的运行任务。核电厂的运行任务是通过总体、事故等运行规程实现的。为了便于操纵员按照运行规程完成操作和充分利用计算机处理信息的优势，新建核电厂已对各类运行规程进行了数字化。主控室操纵员能够灵活地寻找信息，在规程与画面，画面与画面及规程与规程之间进行互相调用。
目前的规程数字化方法将运行规程的所需实现的功能在计算机中通过软件组态的方式实现。采用这样的技术方案，虽然可以将规程操作和画面操作整合到同一操纵员工作站上，并且实现了规程与画面间的互相调用，以及监视与操作之间的同步等需求；但是，同时也必须考虑计算机系统的技术特点与规程执行的功能要求之间的匹配，在计算机中设置数字化规程专用功能。为了能够满足规程执行的功能要求，上述的规程数字化方法制定了一整套具有复杂功能的数字化规程软件功能，这些功能包括：权限管理功能、导航功能和记录功能。这些功能都是在操纵员工作站上实施数字化规程所必须带有的附加功能，国内各类新建的压水堆核电厂的数字化仪控系统无一例外设置了这样的功能。
然而，采用上述规程数字化技术方案，带来了大量的工程实施工作量。根据以往工程经验，大量纸质规程的计算机化实施工作，需要非常大的工作量才能实现。综上，尽管新建电厂均配备了数字化规程，但由于工程方案导致了数字化规程功能繁琐，易用度低；且规程数字化过程工作量大，难以维护。因此，目前电厂在实际工作过程中，普遍倾向于继续使用纸质数字化规程。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的缺陷，提供一种易于实施、使用简便且通用性好的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程的设计方法，从而高效准确地将传统规程设计为CODE规程。
本发明的技术方案如下：一种基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，包括如下步骤：
(1)确定需要进行CODE规程转化的规程种类，进行该类规程的运行功能分析，形成对应的功能分析清单；所述CODE规程是将平面图形编码技术和纸质规程相结合，为规程中的监视和控制画面、规程调用、操纵员工作站的显示屏选择命令制定一套平面图形编码；
(2)进行CODE规程系统数据组态，形成“CODE规程生成程序”和“CODE规程平面图形编码识别程序”；
(3)提取CODE规程各类功能，设计CODE规程转换程序输入文件，生成包含完整平面图形编码的CODE规程；
(4)验证CODE规程上所有平面图形编码及其它相关信息的正确性。
进一步，如上所述的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，步骤(1)中所述的功能分析清单包括：
需调用的DCS画面链接；
需要在DCS工作站上进行的设备操作；
需要在DCS工作站上读取的信息；
切换DCS工作站的屏幕；
对以上所涉及的命令清单进行汇总，得到CODE规程平面图形编码功能的完整要求。
进一步，如上所述的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，步骤(2)中根据CODE规程系统支持的平面图形编码标准、目标核电厂所使用的DCS仪控系统特性和CODE规程平面图形编码功能的完整要求，确定平面图形编码与仪控系统指令对照表，用于“CODE规程生成程序”和“CODE规程平面图形编码识别程序”的输入数据，实现CODE规程的自动生成，以及平面图形编码向仪控系统指令的转换。
进一步，如上所述的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，步骤(2)中在进行CODE规程生成程序组态时，将带有分类标记的设计功能与平面图形编码对应表输入“CODE规程生成程序”，使程序拥有设计功能与平面图形编码的数据库；在进行CODE规程平面图形编码识别程序组态时，将平面图形编码与仪控系统指令对照表输入“CODE规程平面图形编码识别程序”，使程序具备识别平面图形编码信息，并将其转化为仪控指令的能力。
进一步，如上所述的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，步骤(3)中通过对各类规程的功能分析清单进行分析，将功能要求分为通用功能、综合功能和一般功能，所述通用功能符合如下条件之一：
a)该功能包括在所有类型的规程中，均需要执行的通用操作，且该操作计划在规程的所有页面上都需要；
b)在所选的规程类别中，该类功能需要反复使用，且不随具体规程变化而变化；
所述综合功能是指一类规程的每章或每页规程执行过程中，需要持续监视的综合信息；
所述一般功能是指执行每页规程所需的具体功能。
进一步，如上所述的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，步骤(3)中在设计CODE规程转换程序输入文件时，按照平面图形编码执行功能的不同划分为不同的区域，包括：
通用功能区，用于布置通用功能；
综合功能区，用于布置综合功能；
一般操作区，用于布置规程的一般功能。
进一步，如上所述的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，步骤(3)中在设计CODE规程转换程序输入文件时，对于表格形式的规程，在需要平面图形编码的位置上直接输入对应“功能”的文本；对于图片或流程图格式的规程，在需要平面图形编码的位置上增加与拟增加的平面图形编码尺寸一致的“占位控件”，并在占位控件中输入该平面图形编码对应的“功能”的文本。
进一步，如上所述的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，步骤(4)中使用CODE规程系统，对生成的CODE规程进行模拟执行，以验证CODE规程上所有平面图形编码及其它相关信息的正确性。
本发明的有益效果如下：
1.本发明的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，不依赖于规程的格式和种类，对于各类规程都具有广泛的适用性。
2.该方法在操作区域中，尽可能的保持原来规程的内容，有利于操纵员操作的延续性。
3.该方法在规程的制定位置上布置固定的通用性高的平面编码，有利于减少规程上的平面编码数量，改善人机接口。
4.本发明使用固定的模板，有利于操纵员熟悉使用，可避免人因失误。
5.本发明设计形成的CODE规程操作使用简便直观，直接省去了传统数字化规程的权限管理功能的必要性，使实施及维护工作得以简化。
附图说明
图1为本发明的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法流程图；
图2为本发明具体实施例中CODE规程上不同的平面图形编码分区示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明涉及的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程(CODE规程)是将平面图形编码技术和纸质规程相结合，为规程中的监视和控制画面、规程调用、操纵员工作站的显示屏选择命令等制定一套平面图形编码，既具有便捷的直接通过规程向电厂的仪控系统发送信息的能力，又兼顾纸质规程导航和记录较为简便的特点。
CODE规程操作使用简便直观，操纵员可以直接在CODE规程上书写记录，且在需要调用画面时，直接使用读取工具点选相应的平面图形编码即可。而且，CODE规程系统的工程实施及维护工作都非常简化。另外，CODE规程系统直接省去了传统数字化规程的权限管理功能的必要性。原数字化规程，为了防止不同操纵员同一时间在同一本数字化规程上进行记录和操作，设置了防止该情况的权限管理功能。使用便携介质形式后，天然的避免了不同操纵员在同一份规程上同时操作的可能性。
上述特点使得CODE规程系统具有良好的应用前景。为了在实际电厂中应用此项技术，需要对现有纸质规程的格式进行适应性修改，以满足CODE规程系统的使用要求。本发明根据CODE规程系统的特点，在保留便携介质规程的基础上，对规程本身的功能及人机接口进行设计，提出一种使用简便且通用性好的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法。
平面图形编码技术(以二维码为例)是目前广泛应用的信息储存、传递和识别技术，在核电领域，CODE规程中的二维码可储存操作链接等信息，通过识别和传递，实现从操作规程向OWP上发送信息的快速响应，可应用于数字化核电厂，提高操纵员的工作效率。为了能够高效准确地将传统规程转化为CODE规程，需对各种形式和格式的原有规程文件进行适应性改造，设计方法流程如图1所示，包括如下步骤：
(1)确定需要进行CODE规程转化的规程种类，进行该类规程的运行功能分析，形成对应的功能分析清单；
(2)进行CODE规程系统数据组态，形成“CODE规程生成程序”和“CODE规程平面图形编码识别程序”；
(3)提取CODE规程各类功能，设计CODE规程转换程序输入文件，生成包含完整平面图形编码的CODE规程；
(4)验证CODE规程上所有平面图形编码及其它相关信息的正确性。
下面以核电厂总体运行规程中的一本规程为例，进行详细介绍。
1.CODE规程功能分析
对总体运行规程G02进行功能分析，确定该规程需要包含的DCS链接和指令清单。通过分析，G02规程需要的部分功能如下：
-需调用“3KOO203HGN”等DCS画面链接；
-需要选择所调用的画面在DCS工作站的屏幕显示位置；
-需要对GCT系统的运行模式进行监视；等。
2.CODE规程系统数据组态
根据选定的CODE规程平面图形编码的技术标准、目标电厂DCS仪控系统特性以及功能分析中所需的CODE规程功能需求，设计平面图形编码与仪控系统指令对照表，示例如下表所示：
表1平面图形编码与仪控系统指令对照表
Figure BDA0001842080280000071
将带有分类标记的设计功能与平面图形编码对应表输入CODE规程生成程序，使程序拥有设计功能与平面图形编码的数据库。将平面编码与仪控系统指令对照表输入“CODE规程平面图形编码识别程序”，使程序具备识别平面图形编码信息，并将其转化为仪控指令的能力。
CODE规程生成程序将画面链接、规程链接等信息生成为二维码，并按照设计原则将二维码填写到电子规程的对应位置中，生成CODE规程。目前，在市场上已有比较成熟的二维码生成程序模块，本程序可基于类似程序模块的开发原理进行开发。对于生成的CODE规程，可以储存为MS WORD或PDF格式的电子文档。将所需的所有CODE规程储存在专用独立办公电脑中，在有规程调用命令时，可以快速调用并向打印机传输数据信息。
CODE规程平面图形编码识别程序是一种可将平面图形编码信息转化为画面链接、规程链接、常用操作命令等各类操纵员工作站可识别的信号的软件。该软件功能根据需要，可集成在扫码工具中，也可集成在操纵员工作站中。集成了识别程序的扫码工具或操纵员工作站在识别平面图形编码后，将其翻译为画面、规程、屏幕等链接，并使操纵员工作站作出规定动作。
3.CODE规程页面生成
根据设计原则，通过深入分析“功能分析清单”的结果，对G02规程的功能要求进行分类：
-通用功能：DCS屏幕位置选择；
-综合功能：各类参数监视；
-一般功能：G02规程内所需DCS画面链接的调用。
将G02传统规程、功能分析结果等输入文件赋予CODE规程转化程序，用于生成G02的CODE规程。其中，通用功能、综合功能、一般功能分别布置在对应功能区域，由于G02属于表格形式的规程，可在需要平面图形编码的位置上直接输入对应“功能”的描述文本。若发现CODE规程有局部需要修改的地方，利用CODE规程生成程序进行手动修改。
4.CODE规程验证
使用CODE规程系统，对上述步骤生成的G02的CODE规程进行模拟执行，以验证CODE规程上所有平面图形编码及其它相关信息的正确性。若结果正确，则G02的CODE版规程设计完成；若结果存在问题，则按照图1所示的设计逻辑步骤，重新进行分析并修改。
下面以核电厂的一页总体运行规程为例，说明本方法的实施结果。在该页CODE规程上，共有3类不同的平面图形编码分区，如图2所示。
在规程最上方为通用功能区，G02规程在此区域布置5个二维码，分别对应OWP的1-5号屏幕，用以选择当前画面的显示位置。操纵员可根据需要，首先扫码一个二维码选定下一步操作所需的屏幕位置，再扫码操作画面，也可不扫该区的二维码，使用系统默认位置。
在通用功能区下方为综合功能区，G02规程的该区布置4个监视二维码，用于快速定位到在执行G02过程中，需要持续监视的参数，如“蒸汽压力”等，这些参数在G02执行过程中需要多次监视。
在规程正文右侧空白处，为一般操作区，此处布置的二维码为具体操作的画面链接、具体监视参数的链接等。
当上述设计工作完成后，G02规程的CODE规程转化完成，可以应用于CODE规程系统中，实现基于平面图形编码技术的核电厂操作规程系统来兼顾操作简便并能够快速传递信息的功能，提高操纵员的工作效率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，包括如下步骤：
(1)确定需要进行CODE规程转化的规程种类，进行该类规程的运行功能分析，形成对应的功能分析清单；所述CODE规程是将平面图形编码技术和纸质规程相结合，为规程中的监视和控制画面、规程调用、操纵员工作站的显示屏选择命令制定一套平面图形编码；
(2)进行CODE规程系统数据组态，形成“CODE规程生成程序”和“CODE规程平面图形编码识别程序”，
根据CODE规程系统支持的平面图形编码标准、目标核电厂所使用的DCS仪控系统特性和CODE规程平面图形编码功能的完整要求，确定平面图形编码与仪控系统指令对照表，用于“CODE规程生成程序”和“CODE规程平面图形编码识别程序”的输入数据，实现CODE规程的自动生成，以及平面图形编码向仪控系统指令的转换，
在进行CODE规程生成程序组态时，将带有分类标记的设计功能与平面图形编码对应表输入“CODE规程生成程序”，使程序拥有设计功能与平面图形编码的数据库，
在进行CODE规程平面图形编码识别程序组态时，将平面图形编码与仪控系统指令对照表输入“CODE规程平面图形编码识别程序”，使程序具备识别平面图形编码信息，并将其转化为仪控指令的能力；
(3)通过对各类规程的功能分析清单进行分析，提取CODE规程各类功能，设计CODE规程转换程序输入文件，生成包含完整平面图形编码的CODE规程；将功能要求分为通用功能、综合功能和一般功能，所述通用功能符合如下条件之一：
a)该功能包括在所有类型的规程中，均需要执行的通用操作，且该操作计划在规程的所有页面上都需要；
b)在所选的规程类别中，该类功能需要反复使用，且不随具体规程变化而变化；
所述综合功能是指一类规程的每章或每页规程执行过程中，需要持续监视的综合信息；
所述一般功能是指执行每页规程所需的具体功能；
(4)验证CODE规程上所有平面图形编码及与编码相关的信息的正确性。
2.如权利要求1所述的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，其特征在于：步骤(1)中所述的功能分析清单包括：
需调用的DCS画面链接；
需要在DCS工作站上进行的设备操作；
需要在DCS工作站上读取的信息；
切换DCS工作站的屏幕；
对以上所涉及的命令清单进行汇总，得到CODE规程平面图形编码功能的完整要求。
3.如权利要求1所述的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，其特征在于：步骤(3)中在设计CODE规程转换程序输入文件时，按照平面图形编码执行功能的不同划分为不同的区域，包括：
通用功能区，用于布置通用功能；
综合功能区，用于布置综合功能；
一般操作区，用于布置规程的一般功能。
4.如权利要求3所述的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，其特征在于：步骤(3)中在设计CODE规程转换程序输入文件时，对于表格形式的规程，在需要平面图形编码的位置上直接输入对应“功能”的文本；对于图片或流程图格式的规程，在需要平面图形编码的位置上增加与拟增加的平面图形编码尺寸一致的“占位控件”，并在占位控件中输入该平面图形编码对应的“功能”的文本。
5.如权利要求1所述的基于平面图形编码技术的核电厂操作规程设计方法，其特征在于：步骤(4)中使用CODE规程系统，对生成的CODE规程进行模拟执行，以验证CODE规程上所有平面图形编码及其它相关信息的正确性。
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