核电厂DCS系统调试问题及解决方案

核电厂DCS系统调试问题及解决方案

陈杰

身份证号：330483198706016211

摘要：DCS是指分散控制系统（DigitalControlSystem），它以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。DCS系统有两个特征：一是集中管理，能监测所有设备的运行工况；二是分散控制，将主系统的控制功能分解为多个子系统进行控制。核电DCS是核电站最重要的设备之一，是核电站的信息神经和控制中枢，用于监测和控制核电厂热能和电能生产的主要和辅助过程，在所有运行模式，包括应急情况下，维持电厂的安全性、可操作性和可靠性，以保证核电站安全、稳定和经济地运行。为了保证 DCS系统的正常运行，在 DCS系统调试阶段必须对系统进行检查和测试，以确保其正确性、可靠性和安全性。本文主要分析了 DCS系统在调试阶段存在的问题及解决方案，希望可以为相关人员提供参考。

关键词：核电厂；DCS；调试

   随着核电技术的不断发展，特别是在中国核电行业已经进入三代核电华龙一号的建设的高峰期，核电厂 DCS系统安全和稳定也愈发变得重要。在 DCS系统调试过程中，可能会遇到一些问题，如信号不稳定、逻辑错误、网络故障等，这些问题可能会影响核电厂的安全运行。因此，为了了解并解决 DCS系统调试过程中出现的问题和挑战， 本文将对核电厂 DCS系统调试过程中出现的问题进行分析和探讨，并提出相应的解决方案。

1.核电厂DCS系统调试中的问题

核电厂 DCS系统的调试是一项复杂的工程，包括调试前准备、调试过程中和调试后三个阶段，这三个阶段是相互影响和制约的，其中任何一个阶段出现问题，都会对 DCS系统的正常运行产生影响。因此，为了保证 DCS系统的正常运行，必须做好 DCS系统的调试工作，将问题消灭在萌芽状态。

1.1系统设计问题

在核电厂DCS的设计阶段，DCS系统硬件设计需要考虑到安全防护和可靠性等方面的问题，如怎么避免不可靠的电源、断路器、接触器、电磁阀等进入机柜，造成机柜停电，信号不稳定等；在DCS系统软件设计方面需要考虑到控制策略、算法、软件等方面的问题，如怎么实现控制任务的优先级排序、怎么实现系统状态的实时监测等问题。在DCS系统网络设计方面需要解决到数据传输、通信协议、网络安全等方面的问题，并如何保证网络的可靠性、安全性等。

1.2设备制造问题

设备制造过程中，会有很多因素，影响设备的最终质量。核电现场最多的是各类传感器，这也是最容易出现地方。最常见的是温度传感器，如铂热电阻，通常由一个感温元件和一个测量电路组成，它能将测量到温度值转换为DCS系统能接收的电信号，从而实现对待测物质温度的测量。铂热电阻传感器因为电路具有一定复杂性，存在因为接线接触问题会产生误差温度误差，同时部分铂热电阻传感器密封有问题，导致绝缘电阻测量不合格，从而导致实际温度和显示温度异常。当然，各类压力传感器、流量传感器也会存在类似的问题。这种现象一般都是由于制造过程中的质量监管不严格，没有安全按照质量计划进行制造生产，并且在检查过程中成为漏网之鱼。

1.3安装施工问题

核电厂的建设施工是一项长达几年的庞大工程 ，一半耗时几年时间，并且存在上万人共同施工的情况。其中核电DCS系统的安装施工在整个核电厂施工阶段，属于重中之重，具有施工周期长，施工范围广，施工环境复杂并且具有很强的专业性。因此核电厂DCS必须按照国家相关标准、设计文件、厂家文件来安装施工，以保证安装质量。但是在安装过程中也会出现一些问题，如卡件安装错误，部分 DCS机柜存在着外部接线不规范、接线端子安装不正确等问题，这些问题不仅会影响到系统的正常运行，而且还可能会造成其他设备的损坏。因此，如何通过合理的措施对上述问题进行解决，保证安装施工的质量。

1.4调试人员技能水平问题

由于核电厂的DCS系统大而复杂，包含电源机柜，控制柜、继电器柜，盘台、以及各式各样的传感器，并且在调试过程中会出现各种各样的问题，这就需要调试人员具有一定的技能水平，对整个系统（包括软硬件和现场设备）有清晰的认识，且拥有故障排查和解决能力。由于很对机柜以及现场传感器设备的编号只存在细微差异，并且现场环境复杂，走错间隔的事情经常发生，也存在各种误操作的情况。部分调试人员对现场的分系统了解不清楚，即使调试人员经过专业的培训，每个人的技能和业务水平也参差不齐。

2.核电厂DCS系统调试问题的解决方案

在核电厂DCS调试过程中遇到的问题各式各样，我们可以通过优化设计，加强设备制造过程中的质量监管，加强安装施工过程中的质量监管和验收工作，定期对调试人员进行技能培训和考核等方式，保证核电厂后续的安全稳定运行。

2.1优化设计

DCS系统设计中，在系统硬件方面，需要采用高品质有业绩的电源、断路器、接触器、电磁阀传感器等设备，以保证机柜以及整个系统的安全可靠运行。在DCS软件设计以及网络设计方面，DCS的架构设计，需在仿真环境下进行安装与测试，经规范工厂验证确认。通过验证，一方面能保证设计功能满足设计需求，另一方面能发现相关问题和缺陷，以便及时修正。一般情况下，DCS系统需要经过包括单体测试、系统集成测试、系统联调测试等测试，包括具体的外观检查、电源性能、冗余功能、自诊断功能、响应时间、控制保护功能等功能的验证。

2.2加强设备制造过程中的质量监管

核电厂 DCS系统相关设备的质量直接影响着整个机组的稳定安全运行。在设备制造生产过程中，必须加强设备制造过程的质量监管，通过检验试验计划(ITP)严格控制每一道工序，每一个控制点必须有专人检查，并签下带有日期的签名，以确保设备的质量符合标准要求。对于重要的设备做到全部检验，对于以往出问题较多的设备，必要时可以增加抽检数量或者全检，从而保证整个机组的安全。

2.3加强安装施工过程中的质量监管和验收工作

在核电厂建设施工过程中，必须严格按照国家相关规范、设计文件、施工方案等文件执行，并在执行过程中及时形成总结，做好经验反馈。如可在电缆接线完成后，对机柜中的接线端子逐一进行检查和处理，做到自检和他检，并做好相关记录；此外，在正式上电前，还需要对每根电缆的每根芯线进行校线工作，用于检验端接过程是否正确；在上电后还需要进行通道试验，确保每个通道运行正常。只有这样才能保证施工的质量。对施工期间出现的不符合项及时整改，并形成报告。对于兄弟电厂在建设过程中遇到的问题，需重点加强监管和验收。

2.4定期对调试人员进行技能培训和考核

为了提高调试人员的技术水平，确保调试质量的稳定可靠，需对调试人员进行定期培训和考核，对每位调试人员进行系统的培训和学习，提高调试人员的自身技术水平和专业素养，以保证他们能够正确地操作和维护 DCS系统，并在实际操作中不出现错误，所有调试人员在取得相应的资格授权后方可上岗。如可以组织DCS相关的实操和讲座，向调试人员提供相应的试验设备、并安排专家进行技术指导，以便让参加调试的新老员工更加了解 并掌握DCS系统的最新状况，并熟练地操作DCS系统。

结束语：

综上所述，在核电厂的实际运行中， DCS系统在核电站的控制中起着重要作用，它不仅可以对机组设备进行管理和控制，还可以为核电站的安全运行提供保障。在调试阶段，就需要对DCS系统进行全面检查和测试，确保其安全性，正确性和可靠性。在 DCS系统调试过程中，必须采取必要的安全措施，检查和纠正可能存在的安全问题，确保系统和设备的安全性。在调试过程中，需要注意对系统的软硬件、设备制造质量、安装施工质量以及人员技能等方面出现的问题有效解决，为后续核电厂的安全、稳定、经济的运行提供保障。

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