PLM时序问题及解决方案分析

PLM时序问题及解决方案分析

 

    介绍福清核电全范围模拟机DCS的基本配置的结构；阐述PLM问题在模拟机上的现状，分析问题形成的原因，在DCS中追溯信号专递过程，通过分析逻辑设计得出解决方案，并在模拟机上进行修改测试。根据测试结果选择最优化解决方案。保证模拟机的可行性提高仿真度，为现场DCS可能出现的相关PLM时序问题提供参考。
 
    PLM是DCS一层中设计的一个优选模块，其作用主要是按照优先级的不同选择响应不同输入端逻辑信号。但是在实际模拟机培训和实验验证工作中发现，运用了LPM模块的部件在特殊瞬态情况下，会出现Level2画面部件状态异常，造成无法在KIC中进行操作的严重后果。所以为保证培训的完整性和逼真度必须防止此类问题的出现。

 
1LTCS概述
    LTCS即Logicof Typical Component Status，典型合成状态逻辑。DCS中的各个POT的状态是由LTCS规定的将状态反馈到部件上面。LTCS相当于DCS状态的设计基准。LTCS中规定了DCS中不同状态对应的基于DCS逻辑信号的描述。通过状态表设计了在_S部件中对应位触发即在KIC上显示相应状态。
 
    如IN4触发或IN5触发均出现故障状态部件变红色。保护开和保护关时画面显示部件为黄色。保护与故障都是在LTCS定义的情况下的输出，而异常状态显示（洋红色）多数情况下是不在LTCS定义中的信号组合输出。简单来说，不管是保护还是故障状态均是DCS预期的部件状态；而异常状态则是超出DCS预期的未知状态。
 
    在PLM问题中部件变为洋红色即是出现了没有预期的信号组合。此逻辑在L1模块中实现。故障分为开故障与关故障。开关故障信号前均设置一个RS触发器，S端接入START/STOP命令，R端接入全开，全关状态。
 
2PLM时序问题的产生
    ECP盘上的按键是通过手动方式将信号传递到设备执行机构。ECP盘信号线通过机柜直接连接PLM模块。当需要在ECP盘台上紧急制动时，ECP上按钮按下信号将直接送至PLM模块，由于其优先级为第二级则没有1E保护逻辑信号的前提下PLM将立即响应，并输出到执行机构。
 
    执行机构接受到制动信号立即动作，直到打到指定位置，完成控制逻辑。于此同时，ECP盘将信号同时传递给1E，1E通过计算再流转到NC或NC+。执行机构动作以后，设备状态将会实时反馈至一层参与运算。
 
    ECP上的手动命令直接通过PLM模块输出给设备，因此信号没有通过DCS。PLM根据优先级响应了ECP的命令，屏蔽了当前DCS的信号。当信号由ECP经1E到非安全级逻辑时，执行机构已经优先响应了ECP的手动信号。
 
    由IA中故障状态的生成原理可知，L2中的故障开和故障关由RS触发器记忆输出，当ECP信号优先被响应，设备状态离开全开全关状态时，RS触发器失去R端复位信号；此时S端由于信号计算和传递耗时，还没有收到1E的输入因此保持之前的输出；因此触发器便记忆了故障信号；当信号正常时，由于无法复位则导致故障信号一直存在。此时32位码在LTECS中并无定义。于是显示出洋红色异常状态。
 
3解决方案分析
    出现此情况原因在于一层逻辑与状态的不一致，部件状态先于控制命令响应。那可以设想延迟状态反馈信号，使得在时间上不至于出现差错的情况。考虑在设备驱动机构前增加一个延时，在每次动作时都延时固定时间已达到延迟状态反馈的效果。
 
    但此方法减慢设备快速响应紧急命令的速度，对于机组安全运行来讲是非常不利的；考虑在状态反馈后，到达IA前加延时。但是此方法在快速开关信号反复切换时可能出现故障，延时多少时间也是难以设定的；综合以上分析，延迟设备状态反馈信号的设想有悖于提高设备响应速度，提高性能的原则；再加上技术上实施难度大，风险高，因此应考虑其他方案。
 
    分析L2故障产生逻辑可知，故障产生是因为保持输入全开；复位信号消失。由于阀门实际已经动作，不在全开全关位置，复位信号的确应该消失。那就需要在此情况下不保持S端的输入。考虑在延时之前与上全开全关的非，一方面在ECP命令控制时，由于输入前端均有一延时，则在状态改变时S端重新计算延时。
 
    这样在短暂的延时之内保持的信号即会消失从而避免记忆故障状态；另一方面，在正常逻辑运算时，全开全关取0在中间状态不影响故障运算；在全开全关时R端对信号进行复位，后端始终输出为0。经分析此方法简单有效，不影响DCS正常故障运算。修改后的L2逻辑简图如下图所示。此方案，仅需分别在开关故障延时前端加上一个与门和非门，尽可能小的对其逻辑进行修改，在理论上对整个效率和功能没有影响。
 
    将逻辑修改实施到1号模拟机DCS中。按照相同步骤：在满功率下，ECP盘手动安注，测试RCV003VP动作及状态。经测试，部件状态正常响应，没有再次出现洋红色故障现象。故障消除，验证方案正确。
 
4结论
    提出的方案实施简单不需增加新的硬件仅需修改部分内部逻辑。但是若要完全解决所有部件异常问题需要将所有问题部件逐一修改，工作量较大。解决ECP手动控制后，部分设备的状态问题，确保进行后续操作，保证了模拟机的可用性。为现场可能出现的类似问题提供参考和借鉴意义。