CN112506169A - 一种基于状态监督的dcs系统实时健康度评估方法 - Google Patents

一种基于状态监督的dcs系统实时健康度评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于测量技术领域,具体涉及一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,包括:根据设备故障对工艺系统或机组运行的影响程度,进行DCS系统设备分级;根据DCS系统设备分级,将DCS系统实时健康度H划分等级;分别对健康度H在区间A、B、C、D的DCS系统建立健康度评估方法。本发明方法能够根据对功率运行机组的直接影响或潜在程度,结合设备的故障范围或数量,以及设备重要程度分级的基础上,给出DCS系统健康度评价。

Description

一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法
技术领域
本发明属于测量技术领域,具体涉及一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法。
背景技术
DCS控制系统目前在核电行业被广泛应用,受限于DCS系统集成度较高且控制设备数量过于庞大,单个DCS系统设备故障后对功率运行机组的影响分析复杂等原因,导致当前国内外一直没有针对核电行业DCS系统开展自身运行情况的健康监督和评价、也没有针对DCS系统实时健康度评估的方法,导致维护人员无法了解、监督DCS系统的运行情况,无法判断DCS设备故障对机组的影响程度。
因此需要研究一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,表征当DCS系统某设备故障后,给出对功率运行机组的直接影响或潜在程度以百分比表示,从而合理制定纠正性和预防性维护策略。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法。DCS系统实时健康度H为DCS系统某设备故障后,对功率运行机组的影响程度,以百分比表示,通过可预知的后果进行标准化定义的一种形式。DCS系统因控制对象不同导致DCS系统/设备故障后对核电机组产生的影响也不同,本发明的DCS系统实时健康度的评估方法从以下几个维度综合进行评判:DCS系统设备分级,是否导致机组甩负荷,是否导致机组进入技术规格书,是否导致设备误动作,是否导致设备临时分级提高等。当DCS系统某设备故障后,该方法能够根据对功率运行机组的直接影响或潜在程度,结合设备的故障范围或数量,以及设备重要程度分级的基础上,给出DCS系统健康度评价。
实现本发明目的的技术方案:一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,所述方法包括以下步骤:
步骤(1)、根据设备故障对工艺系统或机组运行的影响程度,进行DCS系统设备分级;
步骤(2)、根据DCS系统设备分级,将DCS系统实时健康度H划分等级;
步骤(3)、分别对健康度H在区间A、B、C、D的DCS系统建立健康度评估方法。
进一步地,所述步骤(1)中DCS系统设备分为关键1级设备、关键2级设备、重要设备和一般设备。
进一步地,关键1级设备为单个设备故障将导致机组停机停堆降功率或功率大幅度波动的设备;关键2级设备为单个设备故障即可导致支持电站核安全或机组发电的重要功能丧失或降级的设备;重要设备为对电站的核安全和机组发电具有重要作用的设备;一般设备为关键设备和重要设备之外的设备。
进一步地,涉及关键1级设备的DCS系统机柜为CC1设备,涉及关键2级设备的DCS系统机柜为CC2设备,均为重要设备的DCS系统机柜为NC设备,均为一般设备的DCS系统机柜为RTM设备。
进一步地,所述步骤(2)中DCS系统实时健康度H分为健康、轻度亚健康、深度亚健康和不健康。
进一步地,DCS系统实时健康度H在区间A为不健康,其中,区间A:0%≤H<60%;DCS系统实时健康度H在区间B为深度亚健康,其中,区间B:60%≤H<80%;DCS系统实时健康度H在区间C为轻度亚健康,其中,区间C:80%≤H<90%;DCS系统实时健康度H在区间D为健康,其中,区间D:90%≤H≤100%。
进一步地,所述步骤(3)包括:
步骤(3.1)、健康度H在区间A的DCS系统健康度评估方法;
步骤(3.2)、健康度H在区间B的DCS系统健康度评估方法;
步骤(3.3)、健康度H在区间C的DCS系统健康度评估方法;
步骤(3.4)、健康度H在区间D的DCS系统健康度评估方法。
进一步地,所述步骤(3.1)具体为:
步骤(3.1.1)、DCS系统CC1设备故障且未导致甩负荷且未进入技术规格书限制以及未导致主设备误动作的,直接定义为不健康上限,实时健康度H为59%;
步骤(3.1.2)、DCS系统CC1设备故障且未导致甩负荷和未进入技术规格书限值的,但导致被控设备误动作的,实时健康度H为:
H=59%-5%×n
其中,n为DCS系统互相冗余的被控设备数量,单台被控设备故障按甩负荷5%等效计算,两台及以上互相冗余的被控设备故障按照CC1设备甩负荷10%计算,即n>2按等于2处理;
步骤(3.1.3)、DCS系统设备故障且未导致甩负荷以及设备误动作的,但进入技术规格书限制的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000031
其中h1为技术规格书限制的时间,h为故障发生后至缺陷处理完毕时的时间;
步骤(3.1.4)、DCS的CC1设备故障且导致甩负荷,大于10%额定功率的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000041
其中x为机组甩负荷数量,1050为机组满功率值。
步骤(3.1.5)、DCS控制机柜断网:实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000042
其中,n为脱网机柜的数量,N为单台机组总机柜的数量,若因断网导致机组甩负荷超过10%额定功率,则按步骤(3.1.4)的甩负荷方法计算实时健康度H;
步骤(3.1.6)、网络风暴:实时健康度H为0。
进一步地,所述步骤(3.2)具体为:
步骤(3.2.1)、DCS系统CC2设备故障且未导致进入技术规格书限制以及未导致被控设备误动作的,直接定义为深度亚健康上限,实时健康度H为79%;
步骤(3.2.2)、DCS系统CC2设备故障且未导致进入技术规格书限制的,但导致主设备误动作且主设备的分级未进入临时CC1的,实时健康度H为:
H=79%-9.5%×n
其中,n为因DCS系统故障导致误停运设备的台数,n>2按等于2处理;
步骤(3.2.3)、DCS系统CC2设备故障且未导致进入技术规格书限制的,但导致主设备误动作且主设备的分级进入临时CC1的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000051
其中,n为因DCS系统设备故障导致误动作设备的台数,N为被控设备冗余量,
步骤(3.2.4)、DCS系统CC2设备故障且未导致主设备误动作,但导致模件进入技术规格书限制的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000052
其中,h1为技术规格书限制的时间,h为故障发生后至缺陷处理完毕时的时间。
进一步地,所述步骤(3.3)具体为:
步骤(3.3.1)、DCS系统NC设备故障且未导致进入技术规格书限制的以及未导致主设备误动作的,直接定义为轻度亚健康上限,实时健康度为89%;
步骤(3.3.2)、DCS系统NC设备故障且未导致进入技术规格书限值的,但导致主设备误动作且主设备的分级未进入临时CC2的,实时健康度H为:
H=89%-4.5%×n
其中,n为因DCS设备故障导致被控设备误动作的数量,n>2按等于2处理;
步骤(3.3.3)、DCS系统NC设备故障且未导致进入技术规格书限制的,但导致主设备误动作且主设备的分级进入临时CC2的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000061
其中,n为因DCS设备故障导致被控设备误动作的数量,N为同类型设备冗余台数;
步骤(3.3.4)、DCS系统NC设备故障且未导致主设备误动作,但导致模件进入技术规格书限制的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000062
其中,h1为技术规格书限制的时间,h为故障发生后至缺陷处理完成的时间。
进一步地,所述步骤(3.4)具体为:
步骤(3.4.1)、DCS的RTM设备故障且未导致进入技术规格书限制的以及未导致主设备误动作的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000063
其中,n为故障设备数量,N为同类型总设备数量;
步骤(3.4.2)、DCS的RTM设备故障且未导致进入技术规格书限制的,但导致被控设备误动作的,实时健康度H为:
H=100%-5%×n
其中,n为因DCS系统故障导致误误动作设备的台数,n>2按等于2处理;
步骤(3.4.3)、DCS的RTM设备故障且未导致被控设备误动作,但进入技术规格书限值的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000064
其中h1为技术规格书限制的时间,h为故障发生后至缺陷处理完成的时间。
本发明的有益技术效果在于:
1、本发明的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法针对DCS系统实时健康度首次给出了明确的定义,将其概念扩展到对功率运行机组的直接影响或潜在影响,为开展实时健康度评价奠定了基础;
2、本发明的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法将DCS系统健康度设立了不同的阈值,并且根据不同阈值区间分为健康,轻度亚健康,深度亚健康和不健康四个额状态,并采用百分数的形式表示,更加直观和鲜明;
3、本发明的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法中健康度在不同阈值区间,均明确定义了故障因子和计算因子,包括了DCS系统部件所有典型的故障模式,考虑了电站甩负荷百分比、进入技术规格书时间要求和因DCS系统设备故障导致被控设备冗余度降低等因素对健康度的贡献程度,并以计算因子的方式进行呈现;
4、本发明的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法针对不同区间的健康度给出了明确的数学计算公式,并首次考虑了网络风暴对DCS系统健康度的影响。
附图说明
图1为本发明所提供的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法中DCS系统实时健康度等级示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明提供的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,所述方法包括以下步骤:
步骤(1)、根据设备故障对工艺系统或机组运行的影响程度,进行DCS系统设备分级
根据设备故障对工艺系统或机组运行的影响程度,将DCS系统设备分为关键1级设备、关键2级设备、重要设备和一般设备四个级别。
关键1级设备为单个设备故障将导致机组停机停堆降功率或功率大幅度波动的设备,数量约占总设备数量的0.8%;关键2级设备为单个设备故障即可导致支持电站核安全或机组发电的重要功能丧失或降级的设备,数量约占总设备数量的21%;重要设备为对电站的核安全和机组发电具有重要作用的设备,也包括通过维修可以避免重大设备损失、降低维修成本的设备,数量约占总设备数量的71%;一般设备为关键设备和重要设备之外的设备,数量约占总设备数量的7.2%。
DCS系统设备分级是影响DCS系统健康度评价的重要维度,DCS系统故障因子包括:DCS系统模件、机架、以及I/O(Input/Output)模件层与AP之间的通信模件、双AP处理器、PU处理器(Process Unit:上位机与下位机之间通信信号的处理单元)等。涉及关键1级设备的DCS系统机柜为CC1设备,涉及关键2级设备的DCS系统机柜为CC2设备,均为重要设备的DCS系统机柜为NC设备,均为一般设备的DCS系统机柜为RTM设备。
步骤(2)、根据DCS系统设备分级,将DCS系统实时健康度H划分等级
DCS系统实时健康度H分为健康、轻度亚健康、深度亚健康和不健康。
由于实时健康度评估的是DCS系统设备故障后对工艺系统和机组的影响,而关键1级设备故障后有极大的可能导致机组产生瞬态或者整个子系统功能不可用,即0.8%的设备运行情况是DCS健康状况的决定性因素,此外关键2级设备虽然不会直接导致机组产生瞬态,但其故障可能使重要被控系统或者设备丧失功能,此时若有事件叠加或者故障叠加的话,可能导致机组产生瞬态,重要设备故障总体来说对被控设备、系统或者机组威胁较小,一般设备故障对系统或者机组的稳定运行基本无影响。
因此,DCS系统不健康的因素主要是由CC1设备故障导致的,且是DCS系统实时健康度的主要因素,定义实时健康度H在区间A(0%≤H<60%)为不健康;深度亚健康主要有关键2级设备故障导致,且是DCS系统实时健康度的次要因素,定义实时健康度H在区间B(60%≤H<80%)为深度亚健康;定义实时健康度H在C区间(80%≤H<90%)为轻度亚健康;定义实时健康度H在D区间(90%≤H≤100%)为健康。DCS系统实时健康度等级如图1所示。
步骤(3)、分别对健康度在区间A、B、C、D的DCS系统建立评估方法
由于DCS系统设备分级采用的是就高不就低原则,因此DCS系统CC1设备故障并不能一定导致工艺CC1设备故障,而DCS系统健康度评价主要考虑的是DCS系统故障后对工艺系统的影响,因此DCS系统健康度评价还要考虑是否引起设备误动作,包括CC1设备,CC2设备NC设备等,考虑是否引起进入机组技术规格书,考虑是否引起机组甩负荷,考虑是否引起设备临时分级提高等因素。
1)DCS系统设备故障后引起设备误动作,例如DCS系统某个通道/模件损坏导致某台地坑泵被误切除,该情况需要根据误动作设备等级,冗余度等因素考虑对DCS系统健康度的影响;
2)DCS系统设备故障导致机组进入技术规格书所限制的内容且要求很短时间恢复其功能,例如双AP处理器故障虽然未引起任何设备误动作,但是导致主控显示系统不可用导致进入技术规格书,因此需要考虑该因素对DCS系统健康度的影响;
3)DCS系统设备故障导致机组甩负荷,因此需要考虑机组甩负荷量与机组满功率运行百分比计算对DCS系统健康度的影响;
4)针对冗余设备,DCS系统设备故障导致备用设备临时分级提高的,虽然未造成直接影响,但是备用设备故障影响改变,需要考虑该因素对DCS系统健康度的影响。
步骤(3.1)、健康度H在区间A的DCS系统健康度评估方法
健康度H在区间A的故障因子包括:含有CC1通道的模件、机架、以及I/O(Input/Output)模件层与AP之间的通信模件双停、双AP故障、PU(Process Unit:上位机与下位机之间通信信号的处理单元)双停;
计算因子包括:甩负荷百分比;进入计算规格书所限制的时间百分比。具体评估方法如下:
步骤(3.1.1)、DCS系统CC1设备故障且未导致甩负荷且未进入技术规格书限制以及未导致主设备误动作的,直接定义为不健康上限,实时健康度H为59%;
步骤(3.1.2)、DCS系统CC1设备故障且未导致甩负荷和未进入技术规格书限值的,但导致被控设备误动作的,实时健康度H为:
H=59%-5%×n
其中,n为DCS系统互相冗余的被控设备数量,单台被控设备故障按甩负荷5%等效计算,两台及以上互相冗余的被控设备故障按照CC1设备甩负荷10%计算,即n>2按等于2处理;
步骤(3.1.3)、DCS系统设备故障且未导致甩负荷以及设备误动作的,但进入技术规格书限制,否则导致机组状态后撤的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000111
其中h1为技术规格书限制的时间,h为故障发生后至缺陷处理完毕时的时间;
步骤(3.1.4)、DCS的CC1设备故障且导致甩负荷,大于10%额定功率的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000112
其中x为机组甩负荷数量,1050为机组满功率值;
步骤(3.1.5)、DCS控制机柜断网:实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000113
其中,n为脱网机柜的数量,N为单台机组总机柜的数量,若因断网导致机组甩负荷超过10%额定功率,则按步骤(3.1.4)的甩负荷公式计算实时健康度H;
步骤(3.1.6)、网络风暴,即DCS系统网络硬件故障导致开环网络形成闭环,传输数据全部变为0:实时健康度为0。
在本实施例中,因CC1机柜双AP(Auto Processor:DCS机柜内的CPU)故障但未导致设备误动作、未进入技术规格书限制和甩负荷的,健康度H直接定义为59%,因I/O模件层与AP之间的通信模件双停故障导致CC1模件与AP之间通信功能丧失且未造成设备误误动作、甩负荷以及未进入技术规格书限制的,实时健康度H为59%。
步骤(3.2)、健康度H在区间B的DCS系统健康度评估方法
健康度H在区间B的故障因子:DCS系统含有关键2级通道的I/0模件、机架、以及此模件层与AP之间的通信模件(IM614)双停和双AP故障;
计算因子:故障发生后进入计算规格书所限制的时间百分比,因DCS系统设备故障导致被控设备冗余度。具体评估方法如下:
步骤(3.2.1)、DCS系统CC2设备故障且未导致进入技术规格书限制以及未导致被控设备误动作的,直接定义为深度亚健康上限,实时健康度H为79%;
步骤(3.2.2)、DCS系统CC2设备故障且未导致进入技术规格书限制的,但导致主设备误动作且主设备的分级未进入临时CC1的,实时健康度H为:
H=79%-9.5%×n
其中,n为因DCS系统故障导致误停运设备的台数,n>2按等于2处理;
步骤(3.2.3)、DCS系统CC2设备故障且未导致进入技术规格书限制的,但导致主设备误动作且主设备的分级进入临时CC1的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000121
其中,n为因DCS系统设备故障导致误动作设备的台数,N为被控设备冗余量;
例如,主给水泵冗余量N为1,误动作一台后n=1,则实时健康度为深度亚健康的最恶劣情况60%,阀门按照管线或主设备的冗余度计算,对于无冗余的设备,则健康度直接定义为60%;
步骤(3.2.4)、DCS系统CC2设备故障且未导致主设备误动作,但导致模件进入技术规格书限制的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000131
其中,h1为技术规格书限制的时间,h为故障发生后至缺陷处理完毕时的时间;
在本实施例中,因CC2机柜双AP故障但未导致设备误动作的,健康度直接定义为60%;
因I/O模件层与AP之间的通信模件双停导致AP与某I/O模件层通信丧失且未造成设备误误动作的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000132
其中,n为与AP失去通信的I/O模件层数量,N为某机柜内I/O模件层总数;
因I/O模件层与AP之间的通信模件双停导致AP与某I/O模件层通信丧失且造成设备误动作的,健康度直接定义为60%;
因I/O模件故障未造成设备误动作的,对于采集模件健康度H为:
Figure BDA0002788364220000133
其中,n为故障模件或通道的数量,N为此测点占用模件或通道的数量;对于参与单一测点来说,健康度H为:
H=79%-9.5%×n
其中,n为故障模件或通道的数量,n>2时按等于2计算;
对于输出模件来说,健康度H为:
Figure BDA0002788364220000141
其中,n为因DCS系统设备故障导致误动作设备的台数,N为同类型设备冗余台数;
对于被控设备无冗余且分级为CC2的,健康度为H为:
Figure BDA0002788364220000142
若被控设备分级为CC1的,健康度直接定义为60%;若引起甩负荷的,则健康度H按照步骤(3.1.4)的CC1模件甩负荷公式计算实时健康度H。
步骤(3.3)、健康度H在区间C的DCS系统健康度评估方法
健康度H在区间C的故障因子:DCS系统含有NC通道的I/0模件、机架、以及此模件层与AP之间的通信模件双停和双AP故障;
计算因子:故障发生后进入计算规格书所限制的时间百分比,因DCS设备故障导致被控设备冗余度降低量等。具体评估方法如下:
步骤(3.3.1)、DCS系统NC设备故障且未导致进入技术规格书限制的以及未导致主设备误动作的,直接定义为轻度亚健康上限,实时健康度H为89%;
步骤(3.3.2)、DCS系统NC设备故障且未导致进入技术规格书限值的,但导致主设备误动作且主设备的分级未进入临时CC2的,实时健康度H为:
H=89%-4.5%×n
其中,n为因DCS设备故障导致被控设备误动作的数量,n>2按等于2处理;
步骤(3.3.3)、DCS系统NC设备故障且未导致进入技术规格书限制的,但导致主设备误动作且主设备的分级进入临时CC2的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000151
其中,n为因DCS设备故障导致被控设备误动作的数量,N为同类型设备冗余台数,阀门按照管线或主设备的冗余度计算,对于无冗余的设备,则实时健康度直接降为80%;
步骤(3.3.4)、DCS系统NC设备故障且未导致主设备误动作,但导致模件进入技术规格书限制的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000152
其中,h1为技术规格书限制的时间,h为故障发生后至缺陷处理完成的时间。
在本实施例中,因NC机柜双AP故障但未导致设备误动作的,健康度直接定义为80%;
因AP与I/O层通信模件双停故障导致模件层通信丧失且未造成设备误误动作的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000153
其中,n为与AP失去通信的I/O模件层数,N为机柜内I/O模件总层数;
因通信模件双停导致AP与某I/O模件层通信丧失且造成设备误动作的,健康度直接定义为80%;
因I/O模件故障未造成设备误动作的,对于采集模件来说,健康度H为:
Figure BDA0002788364220000154
其中,n为故障模件或通道的数量,N为此测点冗余模件或通道的数量;
对于单一参与保护的测点来说,健康度H为:
H=89%-4.5%×n
其中,n为故障模件或通道的数量,n>2按等于2计算;
对于输出模件来说,健康度H为:
Figure BDA0002788364220000161
其中,n为因DCS设备故障导致误动作设备的台数,N为同类型设备冗余台数。
步骤(3.4)、健康度在区间D的DCS系统健康度评估方法
健康度在区间D的故障因子:DCS系统含有RTM通道的I/0模件、机架、以及此模件层与AP之间的通信模件双停和AP双故障;
计算因子:故障发生后进入计算规格书所限制的时间百分比,因DCS系统设备故障导致被控设备冗余度降低量等。具体评估方法如下:
步骤(3.4.1)、DCS的RTM设备故障且未导致进入技术规格书限制的以及未导致主设备误动作的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000162
其中,n为故障设备数量,N为同类型总设备数量;
步骤(3.4.2)、DCS的RTM设备故障且未导致进入技术规格书限制的,但导致被控设备误动作的,实时健康度H为:
H=100%-5%×n
其中,n为因DCS系统故障导致误误动作设备的台数,n>2按等于2处理;
步骤(3.4.3)、DCS的RTM设备故障且未导致被控设备误动作,但进入技术规格书限值的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000171
其中h1为技术规格书限制的时间,h为故障发生后至缺陷处理完成的时间。
在本实施例中,因RTM机柜双AP故障但未导致设备误动作的,健康度H直接定义为90%;
因双通信模件双停故障导致AP与某I/O模件层通信丧失且未造成设备误动作的,实时健康度H为:
Figure BDA0002788364220000172
其中,n为与AP失去通信的I/O模件的层数,N1为机柜内I/O模件的总层数,N2为机柜总数;
因通信模件双停故障导致AP与某I/O模件层通信丧失且造成设备误动作的,健康度H直接定义为90%;
因I/O模件故障未造成设备误动作的,健康度H为:
Figure BDA0002788364220000173
其中,n为故障模件或通道的数量,N为此测点占用模件或通道的数量;对于单一的设备(无冗余)来说,实时健康度H为:
H=100%-5%×n
其中,n为故障模件或通道的数量,n>2按等于2计算;
对于输出模件来说,健康度H为:
Figure BDA0002788364220000174
其中,n为因DCS系统设备故障导致误动作设备的台数,N为同类型总冗余台数;对于被控设备无冗余的,健康度直接定义为90%。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (11)

1.一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤(1)、根据设备故障对工艺系统或机组运行的影响程度,进行DCS系统设备分级;
步骤(2)、根据DCS系统设备分级,将DCS系统实时健康度H划分等级;
步骤(3)、分别对健康度H在区间A、B、C、D的DCS系统建立健康度评估方法。
2.根据权利要求1所述的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,其特征在于,所述步骤(1)中DCS系统设备分为关键1级设备、关键2级设备、重要设备和一般设备。
3.根据权利要求2所述的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,其特征在于,关键1级设备为单个设备故障将导致机组停机停堆降功率或功率大幅度波动的设备;关键2级设备为单个设备故障即可导致支持电站核安全或机组发电的重要功能丧失或降级的设备;重要设备为对电站的核安全和机组发电具有重要作用的设备;一般设备为关键设备和重要设备之外的设备。
4.根据权利要求3所述的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,其特征在于,涉及关键1级设备的DCS系统机柜为CC1设备,涉及关键2级设备的DCS系统机柜为CC2设备,均为重要设备的DCS系统机柜为NC设备,均为一般设备的DCS系统机柜为RTM设备。
5.根据权利要求4所述的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,其特征在于,所述步骤(2)中DCS系统实时健康度H分为健康、轻度亚健康、深度亚健康和不健康。
6.根据权利要求5所述的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,其特征在于,
DCS系统实时健康度H在区间A为不健康,其中,区间A:0%≤H<60%;
DCS系统实时健康度H在区间B为深度亚健康,其中,区间B:60%≤H<80%;
DCS系统实时健康度H在区间C为轻度亚健康,其中,区间C:80%≤H<90%;
DCS系统实时健康度H在区间D为健康,其中,区间D:90%≤H≤100%。
7.根据权利要求6所述的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,其特征在于,所述步骤(3)包括:
步骤(3.1)、健康度H在区间A的DCS系统健康度评估方法;
步骤(3.2)、健康度H在区间B的DCS系统健康度评估方法;
步骤(3.3)、健康度H在区间C的DCS系统健康度评估方法;
步骤(3.4)、健康度H在区间D的DCS系统健康度评估方法。
8.根据权利要求7所述的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,其特征在于,所述步骤(3.1)具体为:
步骤(3.1.1)、DCS系统CC1设备故障且未导致甩负荷且未进入技术规格书限制以及未导致主设备误动作的,直接定义为不健康上限,实时健康度H为59%;
步骤(3.1.2)、DCS系统CC1设备故障且未导致甩负荷和未进入技术规格书限值的,但导致被控设备误动作的,实时健康度H为:
H=59%-5%×n
其中,n为DCS系统互相冗余的被控设备数量,单台被控设备故障按甩负荷5%等效计算,两台及以上互相冗余的被控设备故障按照CC1设备甩负荷10%计算,即n>2按等于2处理;
步骤(3.1.3)、DCS系统设备故障且未导致甩负荷以及设备误动作的,但进入技术规格书限制的,实时健康度H为:
Figure FDA0002788364210000031
其中h1为技术规格书限制的时间,h为故障发生后至缺陷处理完毕时的时间;
步骤(3.1.4)、DCS的CC1设备故障且导致甩负荷,大于10%额定功率的,实时健康度H为:
Figure FDA0002788364210000032
其中x为机组甩负荷数量,1050为机组满功率值。
步骤(3.1.5)、DCS控制机柜断网:实时健康度H为:
Figure FDA0002788364210000033
其中,n为脱网机柜的数量,N为单台机组总机柜的数量,若因断网导致机组甩负荷超过10%额定功率,则按步骤(3.1.4)的甩负荷方法计算实时健康度H;
步骤(3.1.6)、网络风暴:实时健康度H为0。
9.根据权利要求7所述的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,其特征在于,所述步骤(3.2)具体为:
步骤(3.2.1)、DCS系统CC2设备故障且未导致进入技术规格书限制以及未导致被控设备误动作的,直接定义为深度亚健康上限,实时健康度H为79%;
步骤(3.2.2)、DCS系统CC2设备故障且未导致进入技术规格书限制的,但导致主设备误动作且主设备的分级未进入临时CC1的,实时健康度H为:
H=79%-9.5%×n
其中,n为因DCS系统故障导致误停运设备的台数,n>2按等于2处理;
步骤(3.2.3)、DCS系统CC2设备故障且未导致进入技术规格书限制的,但导致主设备误动作且主设备的分级进入临时CC1的,实时健康度H为:
Figure FDA0002788364210000041
其中,n为因DCS系统设备故障导致误动作设备的台数,N为被控设备冗余量,
步骤(3.2.4)、DCS系统CC2设备故障且未导致主设备误动作,但导致模件进入技术规格书限制的,实时健康度H为:
Figure FDA0002788364210000042
其中,h1为技术规格书限制的时间,h为故障发生后至缺陷处理完毕时的时间。
10.根据权利要求7所述的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,其特征在于,所述步骤(3.3)具体为:
步骤(3.3.1)、DCS系统NC设备故障且未导致进入技术规格书限制的以及未导致主设备误动作的,直接定义为轻度亚健康上限,实时健康度为89%;
步骤(3.3.2)、DCS系统NC设备故障且未导致进入技术规格书限值的,但导致主设备误动作且主设备的分级未进入临时CC2的,实时健康度H为:
H=89%-4.5%×n
其中,n为因DCS设备故障导致被控设备误动作的数量,n>2按等于2处理;
步骤(3.3.3)、DCS系统NC设备故障且未导致进入技术规格书限制的,但导致主设备误动作且主设备的分级进入临时CC2的,实时健康度H为:
Figure FDA0002788364210000051
其中,n为因DCS设备故障导致被控设备误动作的数量,N为同类型设备冗余台数;
步骤(3.3.4)、DCS系统NC设备故障且未导致主设备误动作,但导致模件进入技术规格书限制的,实时健康度H为:
Figure FDA0002788364210000052
其中,h1为技术规格书限制的时间,h为故障发生后至缺陷处理完成的时间。
11.根据权利要求7所述的一种基于状态监督的DCS系统实时健康度评估方法,其特征在于,所述步骤(3.4)具体为:
步骤(3.4.1)、DCS的RTM设备故障且未导致进入技术规格书限制的以及未导致主设备误动作的,实时健康度H为:
Figure FDA0002788364210000053
其中,n为故障设备数量,N为同类型总设备数量;
步骤(3.4.2)、DCS的RTM设备故障且未导致进入技术规格书限制的,但导致被控设备误动作的,实时健康度H为:
H=100%-5%×n
其中,n为因DCS系统故障导致误误动作设备的台数,n>2按等于2处理;
步骤(3.4.3)、DCS的RTM设备故障且未导致被控设备误动作,但进入技术规格书限值的,实时健康度H为:
Figure FDA0002788364210000054
其中h1为技术规格书限制的时间,h为故障发生后至缺陷处理完成的时间。
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