核电站电动门控制逻辑标准化设计研究

　　基于岭澳核电站一期常规岛（汽轮机、发电机、高压加热器、低压加热器等）及BOP部分（除盐水、压缩空气、化学药剂注入等系统）设计的岭澳核电站二期常规岛及BOP部分正处于设计阶段，为了使其控制系统运行、管理和维修等具有可继承性，在对DCS功能分析的基础上，控制系统参考岭澳核电站一期的设计，其控制功能及逻辑、整定值等基本保持不变。
　　
　　一期常规岛及BOP部分的控制功能一部分由法国ALSTOM公司制造的P320DCS实现，另一部分由继电器等硬件构成的控制系统实现，其控制手段陈旧。对此，对岭澳核电站二期常规岛及BOP部分仪表和控制系统在硬件和系统结构上进行了较大改进，采用了德国西门子公司制造的EPERMXPDCS。
　　
　　一、现状分析
　　
　　由于岭澳核电站二期常规岛及BOP部分控制系统的硬件和系统结构较一期有很大的改变，因此控制逻辑图设计方式也随之改变。经对大亚湾核电站常规岛部分、岭澳核电站一期常规岛和BOP部分，以及台山发电厂一期2×600MW机组的全开全关电动门（以下简称电动门）控制方式、控制逻辑图设计方式进行了详细调研和总结，其结果见表1。　　
　　由表1可见，早期的核电站以盘/台操作为主要的控制手段，自动化水平较低，在控制逻辑图中无法判断控制功能是由DCS实现还是在就地实现，其界限不明，可读性差。
　　
　　对此，岭澳核电站二期采用DCS实现电动门控制。对控制逻辑图设计进行改进，以避免上述问题的出现。
　　
　　二、标准逻辑模块
　　
　　鉴于核电站电动门逻辑图设计的现状，以及常规火电厂电动门逻辑图标准化设计的成熟经验，在进行岭澳核电站二期常规岛及BOP部分电动门逻辑图设计时，参照常规火电厂的电动门标准逻辑模块并考虑岭澳核电站二期的要求，建立了符合核电站控制的电动门标准控制逻辑模块。这样，在今后的电动门控制逻辑的设计过程中，只需考虑标准控制逻辑模块的外部逻辑关系。
　　
　　2.1常规电厂电动门标准控制逻辑模块
　　
　　常规电厂电动门标准逻辑模块内部控制逻辑见图1。　　
　　由图1可见：（1）在集控室操作员站上可手动操作，并设有手动、自动切换操作，两种操作互不干扰；（2）实现了控制分层，设置手动/自动/保护控制方式，保护功能优先；（3）具有打开指令（CON）、关闭指令（COF）、自动控制方式设定指令（AUM）；（4）具有打开位置反馈信号（FON）、关闭位置反馈信号（FOF）、阀门故障信号（MFA）。但是，存在如下问题：（1）虽实现了控制分层，“保护”控制优先，但只有保护关指令对自动开/手动开指令的闭锁，而无保护开指令对自动关/手动关指令的闭锁功能，存在误操作的隐患；（2）状态信号仅有FON、FOF和MFA，不够丰富。
　　
　　2.2核电站电动门标准逻辑模块
　　
　　由于核电站设计较之常规火电厂的安全性要求更高，并且需提供更多的控制逻辑输出状态，因此对常规电厂电动门标准逻辑控制模块进行改进，形成满足控制要求的核电站电动门标准逻辑控制模块，其内部、外部逻辑关系见图2、图3。　　
　　由图2可见，核电电动门标准逻辑控制模块除了具有常规火电电动门标准逻辑模块所具有的功能外，增加了如下功能：
　　
　　（1）保护开指令对自动关闭和手动关闭的闭锁功能，可提高设备运行的安全性；
　　
　　（2）提供更多的电动门控制逻辑输出状态，如开过程（OPNING）、关过程（CLOS-ING）、开故障（OPENFAULT）、关故障（CLOSEFAULT）、双“0”故障（DOUBLE0FAULT）、双“1”故障（DOUBLE1FAULT）、综合故障（FAULT）等。
　　
　　该标准逻辑控制模块已应用于岭澳核电站二期常规岛及BOP部分电动门逻辑设计中，设计人员在图3的基础上，只需进行可变逻辑的设计以及标准控制逻辑模块的接口，简化了电动门控制逻辑组态，且易于修改和扩展；逻辑图控制界面清晰，便于阅读理解。由于采用了控制分层策略，操作层次清晰，可有效地防止误操作。
　　
　　三、结语
　　
　　岭澳核电站二期电动门逻辑控制采用标准化设计方法，大大减少了重复性设计，提高了控制系统逻辑图设计效率及设备运行的安全性。该模块还将推广应用于大连红沿河核电站以及福建宁德核电站的常规岛及BOP部分的控制系统逻辑设计。