KCP系统现场变更的实施

李世亮

摘 要：介绍福清1号机组KCP系统的功能及其使用的DCS设备I/A Series的软件及硬件基本信息，并分析KCP系统需要进行现场变更的原因及变更方案的实施方法。

关键词：KCP DCS I/A Series 控制组态 现场变更

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0104-02

DCS（Distributed Control System）： 分布式控制系统，也称集散控制系统，是利用当前的计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通讯网络技术、CRT技术、图形显示技术及人机接口技术，对生产过程进行集中监测、操作、管理，同时分散了控制、分散了风险，即风险分散、数据集中。核电厂DCS系统进行垂直分解，具体可分为：L0-工艺系统接口层：来自现场仪表的输入、输出模拟信号的处理；L1-自动控制和保护层：周期执行控制运算；L2-操作监视层：人与系统的会话接口；L3-信息管理层：在基础DCS功能之上的各种高级应用，优化控制、WEB Server、与MIS、MES、ERP的接口等。各层既相互独立又相互联系，每一层又可水平分解成若干子集。

1 福清核电1号机组KCP系统介绍

1.1 KCP系统实现的仪控功能

（1）NC级功能：

①核岛，常规岛，BOP正常运行控制和监视。

②SOE，TRA功能。

③KCP系统自诊断和故障报警。

④KCP系统T3不闭锁试验功能等。

（2）NC*级功能。

①火灾探测，消防相关功能。

②RCC-P中定义的极不可能和特殊工况下的一些监控功能。

③冷停堆相关的一些监控功能。

1.2 KCP系统所使用的设备及软件介绍

硬件设备。KCP系统对应的是DCS中的L1层，所使用的是INVENSYS的I/A Series，其硬件设备主要包括：控制柜（NC/NC+）；P92工作站；EnteraSys N1及N3型交换机等，控制柜内部主要由以下几部分组成：

（1）FBM模块：FBM模块是I/A系统的输入输出卡件，分为触点型输入模块、触点型输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块，输入模块用于接受现场传感器信号，并送入控制程序或显示界面，输出模块用于将经过处理的控制信号传送到现场。

（2）Patch Panel：光纤盒，用于将控制器和交换机间的光纤进行分离或合并。

（3）FCP270：I/A系统的控制器，用于逻辑控制和运算，所有控制程序都在此运行，接受FBM输入信号、HMI指令，并将控制信号发送到FBM输出到现场。

（4）背板：背板提供安装FBM和FCP的插槽，并提供冗余的24VDC接口和通讯接口。

（5）Time Strobe：时钟脉冲信号收发器，接受来自时钟服务器的信号，用于同步此机柜内FCP、FBM时钟。

（6）48 V电源：第三方电源，为现场一些电池阀供电。

（7）48 V电源冗余模块：用于将两个48 V电源组成冗余形式供电。

（8）电源报警模块：当电源故障时，发出报警信号。

（9）24VDC电源：为I/A系统的FCP、FBM等供电。

（10）此机柜背面还有TA端子，用于接信号线以链接FBM和现场传感器、驱动器等。

软件功能。福清DCS项目使用的I/A平台版本是8.4.3，主要包括Foxview（操作及监视软件）、ICC（控制组态软件）、SysDef（系统定义）、SMON（系统管理和维护）、AIM*HistorI/An（历史数据处理软件）等。

Foxview是I/A系统用于进行系统操作和管理的人机接口，它支持自定义环境配置，提供各种应用软件的访问菜单。在进行系统调试和试验时，它主要作以下几方面用途：（1）使用Foxview和foxselect软件搭配进行控制系统某些点的强制赋值（过程）。（2）作连续性控制试验时，利用Foxview的overlay窗口观察变量的趋势图。（3）作PID控制回路的开/闭环试验。（4）控制站的性能试验。（5）临时增/减点之后，利用临时画面验证。

ICC用于配置控制组态、提供功能库，几乎是全文字界面操作，可以对控制数据库进行在线更改，也可以离线编辑组态库卷文件。Block是控制的基本单元，是为了完成某一任务而设计的一些标准算法。其命名规则：12个以内的字母或数字符组成，常用的Block类型主要有AIN/CIN/AOUT/COUT/LOGIC/PID/CLAC等。Compound由完成某一控制回路的Block组成。在同一个FCP中，模块之间的连接通过可连接参数以“Compound名：Block名.Para”的形式连接，Compound名不超过12个字符，可以为大写字母、数字和下划线，名称在整个网络里唯一。当Compound的离线，其内所有Block都不会被执行，Compound里的模块按其排列顺序执行。

2 KCP系统现场变更的原因

KCP系统进行现场变更的原因主要分为两种：一种是上游设计文件发生变化，而设备及软件已经发到现场，因此需要在现场进行变更，以满足设计要求；别一种是原有方案不满足现场实际需要，为满足工程要求而进行变更。

设计文件主要包括：逻辑图、模拟图、I/O清单以及定值手册。系统逻辑图描绘存在于传感器、控制器、执行机构之间的逻辑功能和对有关系统数据的逻辑处理，以及与其他系统和本系统其他部分交换的逻辑信号，包括：提供通/断信号的传感器、操作员使用的控制器（包括基于人机接口的计算机控制、开关）；系统模拟图描绘系统控制通道和测量过程，因此它包括通道中全部的模拟信号的处理过程，以及由它引起的系统操作与监控，还显示与其他系统及本系统内其他部分的信号交换；I/O清单主要用于向现场工作人员提供输入/输出设备的数量及基本信息；定值手册用于向DCS供应商、调试人员和运行人员等提供有关仪表和控制定值的信息，以便进行C&I仪控系统初始值的设定以及电站的初步调试和连续运行。endprint

当上述文件发生变化时，就必须对I/A进行修改，使得现场状态与设计文件一致。

在现场的实际工作中经常会碰到由于一些条件不满足（如土建及安装工期滞后、设备供货延期以及现场工程质量不合格等）而对工程产生不利影响的情况，为保证工程进度及工业安全需要改变原有方案，此种情况下，也需要对KCP系统进行现场变更。

3 KCP系统现场变更的实施

KCP系统现场变更内容主要分为软件和硬件两部分。

硬件变更主要是I/O点位数量的增减。减少I/O点位的方法是直接拆除相应的FBM卡件并拆除其通讯线路；而增加I/O点位的解决方案是首先根据变更要求确定需要增加的I/O点位数量及其对应的FBM型号，之后在合适的机柜添加上相应的FBM并完成相应I/O点位的通讯工作即可。

软件变更包括控制组态的修改及下装。直接由逻辑图、模拟图、定值手册、I/O清单生成I/A系统中的控制组态难度较大，并且不易于控制设计质量。相对而言，功能图是厂家在做控制组态前，生成的中间文件，较直观且包含的信息量比较大，易于各方交流和第三方审查。软件变更需要先生成功能图，之后根据功能图的描述进行组态文件的编辑，组态文件编辑常用命令及使用方法如下：

批量修改使用d：/opt/fox/ciocfg/api/iccdrvr.tsk命令文件，Iccdrvr命令可以将文本形式保存的修改文件批量导入到目标控制库里去，这个文本文件一般由以下命令及参数组成：

（1）Open要修改CP里的组态，需先通过此命令打开CP的控制库，然后使用modify、add等命令来修改组态。Open命令的语法：open“cp letterbug”参数用户名

（2）Close关闭之前使用open命令打开过的数据库，解除CP库的占用。

（3）Add向使用open命令打开的控制库里添加Compound或Block。语法：add “Compound名或block名” 位置“Compound名或block名”（是指要新加入的compound或block名的位置），一般写上一个Compound名，就会将新加入的Compound放在此Compound前，Block类似。End， 是指add内容完成，例子：

OPEN 1555UC all fox

Add1APA_N10：113MT_V 1APA_N10：114MT_V

Type=AIN

……（该模块的常用配置参数，在此处配置）

End

Close

Exit

（4）Delete 在open命令打开一个控制库后删除其中的Compound或Block，语法：delete“Compound名或Block名”。

（5）modify在open命令打开一个控制库后修改其中的Compound或Block，语法与add一致例子：

OPEN 1555UC all fox

modify 1APA_N10：113MT_V

IOMOPT=1

End

Close

Exit

（6）move调整Compound或Block执行次序，语法与add一致。

（7）exit退出Iccdrvr任务。

命令使用方式iccdrvr.tsk-i“文件名”；例如当时将网关信号1SEC_N2：002MP_V改为硬接点信号至154503第7通道，需将IOMOPT改为1，SCI改为3，可以建立如下文件：1SEC002MP.txt，文件里内容：

open 1543UC modify fox

modify 1SEC_N2：002MP_V

IOMOPT=1

PNT_NO=7

DEV_ID=154503

SCI=3

end

close

exit

当需要更新整个FCP的软件组态时，必须清空FCP并重新导入组态文件，方法如下：

（1）打开ICC（在process_eng中依次选取config>control_cfg>CIO_STN_CFG>相应的CP名）。

（2）选择MAINT>Initial并确认（大约需要5分钟）。

（3）在SMDH中重启相应的CP（在process_eng中依次选取system>选择网络找到对应的CP>config>equipment change>reboot>both）。

（4）当2、3两步完成后打开sftmnt之后选取第四项打开程序编辑框，输入命令：load_all CP名字“新版软件的目标路径”（需要在LINUX环境下使用，在命令框中输入SH，切换到LINUX环境）。

每次进行批量修改之后应将修改过的CP的组态程序导出为ICCPRT文件进行备份，以保证资料的实时性和完整性。具体方法是：打开命令框并切换到LINUX环境，输入命令iccprt-p-o路径及文件名CP名，生成的文件用写字板打开即可。

参考文献

[1] B0193AX Rev Y Integrated Control Block Descriptions[Z].

[2] B0193AV Rev P Integrated Control Configurator[Z].

[3] 陈日罡.电厂过程控制机柜系统KCO概述[Z].中国核电工程有限公司.endprint