用于核电站DCS临时变更的实施过程控制方法和系统

专利名称：用于核电站DCS临时变更的实施过程控制方法和系统

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202210408668.4

专利申请（专利权）人：台山核电合营有限公司
权利人地址：广东省江门市台山市赤溪镇铜鼓村委会核电生活区6号(台山核电现场总部办公楼)4层

专利发明（设计）人：杨亮,周维长,卞秀石,邓基杰

专利摘要：本申请公开了一种用于核电站DCS临时变更的实施过程控制方法和系统，首先获取临时变更包，其中，临时变更包包括至少一次临时变更事项，每个临时变更事项用于表述至少一项DCS参数或DCS控制逻辑的变更；然后从临时变更包中提取每个临时变更事项；再获取与每个临时变更事项逻辑相关的临时变更参数，并依据每个临时变更事项相关的临时变更参数生成临时变更数据库；最后依据临时变更数据库按预设输出条件输出临时变更事项表，以用于对每个临时变更事项进行提醒和巡检。通过对涉及DCS参数的临时变更事项进行数字化管理，可显著提高核电机组DCS临时控制逻辑变更巡检的自动化程度和准确性，降低人员劳动强度。

主权利要求：
1.一种用于核电站DCS临时变更的实施过程控制方法，其特征在于，包括：获取临时变更包；所述临时变更包包括至少一次临时变更事项，所述临时变更事项用于表述至少一项DCS参数或DCS控制逻辑的变更；
从所述临时变更包中提取每个所述临时变更事项；
获取与每个所述临时变更事项逻辑相关的临时变更参数；
依据每个所述临时变更事项相关的临时变更参数生成临时变更数据库；
依据所述临时变更数据库按预设输出条件输出临时变更事项表，以用于对每个所述临时变更事项进行提醒和巡检；所述临时变更事项表包括每个所述临时变更事项逻辑相关的临时变更参数。
2.如权利要求1所述的实施过程控制方法，其特征在于，所述获取临时变更包，包括：获取临时变更文件，并将所述临时变更文件转换为所述临时变更包；所述临时变更文件为临时变更的描述文件；所述临时变更文件包括DCS组态软件能编译下装运行的控制逻辑页面文件、画面组态文件和/或数字化程序文件；所述临时变更文件的类型包括文本格式、PDF格式和/或Visio格式。
3.如权利要求2所述的实施过程控制方法，其特征在于，所述获取与每个所述临时变更事项逻辑相关的临时变更参数，包括：获取DCS运行数学模型；
将每个所述临时变更事项输入所述DCS运行数学模型，并获取所述DCS运行数学模型输出的与每个所述临时变更事项逻辑相关的临时变更参数；所述临时变更参数包括临时变更对应的变更模块、变更模块的组织结构关系、变更模块的拓扑结构关系和/或变更模块参数信息。
4.如权利要求3所述的实施过程控制方法，其特征在于，所述获取临时变更文件包括：将每一项所述DCS参数的临时修改值输入所述DCS运行数学模型，并获取所述DCS运行数学模型输出的与该DCS参数相对应的风险评估参数；所述风险评估参数用于表示临时修改后的所述DCS参数是否在预设的理论阈值范围内；
依据所述DCS参数的风险评估参数在预设阈值范围内的所述临时变更事项获取临时变更文件。
5.如权利要求3所述的实施过程控制方法，其特征在于，所述DCS运行数学模型的获取方法包括：依据所述核电站DCS和所述核电站DCS输出的DCS数据构建的数学模型。
6.如权利要求3所述的实施过程控制方法，其特征在于，还包括：获取所述核电站DCS临时变更后的DCS数据；
将所述DCS数据输入所述DCS运行数学模型，以获取所述DCS运行数学模型输出的与每个所述临时变更事项相关的变更相关参数；
依据每个所述临时变更事项相关的变更相关参数更新临时变更数据库；
依据更新后的所述临时变更数据库按所述预设输出条件输出临时变更事项表。
7.如权利要求6所述的实施过程控制方法，其特征在于，所述依据每个所述临时变更事项相关的变更相关参数更新临时变更数据库，包括：当所述变更相关参数与所述临时变更参数相同时，将对应该变更相关参数的临时变更事项从所述临时变更数据库中移除。
8.如权利要求1所述的实施过程控制方法，其特征在于，所述预设输出条件包括按一预设单位时间定时输出或响应输出控制指令输出。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有程序；所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1‑8中任一项所述的实施过程控制方法。
10.一种用于核电站DCS临时变更的实施过程控制系统，其特征在于，包括：临时变更提取模块，用于获取临时变更包，并从所述临时变更包中提取每个临时变更事项；所述临时变更包包括至少一次所述临时变更事项，所述临时变更事项用于表述至少一项DCS参数或DCS控制逻辑的变更；
变更数据库生成模块，用于获取与每个所述临时变更事项逻辑相关的临时变更参数，并依据每个所述临时变更事项相关的临时变更参数生成临时变更数据库；
临时变更表输出模块，用于依据所述临时变更数据库按预设输出条件输出临时变更事项表，以用于对每个所述临时变更事项进行提醒和巡检；所述临时变更事项表包括每个所述临时变更事项逻辑相关的临时变更参数；所述临时变更参数包括临时变更对应的变更模块、变更模块的组织结构关系、变更模块的拓扑结构关系和/或变更模块参数信息。 说明书 : 用于核电站DCS临时变更的实施过程控制方法和系统技术领域[0001] 本申请涉及核电站DCS技术领域，具体涉及一种用于核电站DCS临时变更的实施过程控制方法和系统。背景技术[0002] 核电DCS（DigitalControlSystem，数字化控制系统，英文简称DCS）具有系统多，自动化程度高，控制逻辑结构复杂等特点。以EPR核电站为例，单台机组多达450个子系统，上万页的DCS控制逻辑图，几十万个逻辑控制模块，几百万条参数，虽然DCS系统在设计阶段已进行过测试，但现场调试和运行期间不可避免的会存在设计缺陷或不符合项，这些设计缺陷或不符合项按照特定流程和渠道反馈给DCS系统设计方，设计方记录并分析问题、提供解决方案和验证确认后下发正式的变更文件，核电厂再根据正式变更文件将变更内容固化实施到DCS系统中，形成一个完整闭环。临时变更是因现场处理直接影响机组安全稳定运行的缺陷或计划维修需要，对电厂生产工艺直接有关的系统和设备、部件、材料等方面所进行的实体或功能上的偏原设计的临时性改变。核电厂安全第一、保守决策的纵深防御理念，决定了核电厂临时变更管理流程必须符合这一原则。但国内核电厂由于软件开发、信息整合、流程匹配三方融合力度的限制，至今未有核电厂在临时变更管理流程状态上实现自动化管理。[0003] 针对核电站DCS临时变更的流程管理，目前国内核电厂临时变更管理采用系统主要有N1‑EAM系统、IFS系统(CEAS、CMS、TEAM)、SAP系统，需要人工跟踪确认后手动推进临时变更流程状态。不仅浪费大量的工作时间和人力资源，同时存在信息不准确，状态推进错误的情况，甚至导致后续流程在不满足条件的情况下开展，存在一定的安全风险。发明内容[0004] 本申请预解决的技术问题是如何保证DCS临时变更的实施过程更安全、更可靠和更准确。[0005] 第一方面，一实施例中提供一种用于核电站DCS临时变更的实施过程控制方法，包括：[0006] 获取临时变更包；所述临时变更包包括至少一次临时变更事项，所述临时变更事项用于表述至少一项DCS参数或DCS控制逻辑的变更；[0007] 从所述临时变更包中提取每个所述临时变更事项；[0008] 获取与每个所述临时变更事项逻辑相关的临时变更参数；[0009] 依据每个所述临时变更事项相关的临时变更参数生成临时变更数据库；[0010] 依据所述临时变更数据库按预设输出条件输出临时变更事项表，以用于对每个所述临时变更事项进行提醒和巡检；所述临时变更事项表包括每个所述临时变更事项逻辑相关的临时变更参数。[0011] 一实施例中，所述获取临时变更包，包括：[0012] 获取临时变更文件，并将所述临时变更文件转换为所述临时变更包；所述临时变更文件为临时变更的描述文件；所述临时变更文件包括DCS组态软件能编译下装运行的控制逻辑页面文件、画面组态文件和/或数字化程序文件；所述临时变更文件的类型包括文本格式、PDF格式和/或Visio格式。[0013] 一实施例中，所述获取与每个所述临时变更事项逻辑相关的临时变更参数，包括：[0014] 获取DCS运行数学模型；[0015] 将每个所述临时变更事项输入所述DCS运行数学模型，并获取所述DCS运行数学模型输出的与每个所述临时变更事项逻辑相关的临时变更参数；所述临时变更参数包括临时变更对应的变更模块、变更模块的组织结构关系、变更模块的拓扑结构关系和/或变更模块参数信息。[0016] 一实施例中，所述获取临时变更文件包括：[0017] 将每一项所述DCS参数的临时修改值输入所述DCS运行数学模型，并获取所述DCS运行数学模型输出的与该DCS参数相对应的风险评估参数；所述风险评估参数用于表示临时修改后的所述DCS参数是否在预设的理论阈值范围内；[0018] 依据所述DCS参数的风险评估参数在预设阈值范围内的所述临时变更事项获取临时变更文件。[0019] 一实施例中，所述DCS运行数学模型的获取方法包括：[0020] 依据所述核电站DCS系统和所述核电站DCS系统输出的DCS数据构建的数学模型。[0021] 一实施例中，实施过程控制方法还包括：[0022] 获取所述核电站DCS系统临时变更后的DCS数据；[0023] 将所述DCS数据输入所述DCS运行数学模型，以获取所述DCS运行数学模型输出的与每个所述临时变更事项相关的变更相关参数；[0024] 依据每个所述临时变更事项相关的变更相关参数更新临时变更数据库；[0025] 依据更新后的所述临时变更数据库按所述预设输出条件输出临时变更事项表。[0026] 一实施例中，所述依据每个所述临时变更事项相关的变更相关参数更新临时变更数据库，包括：[0027] 当所述变更相关参数与所述临时变更参数相同时，将对应该变更相关参数的临时变更事项从所述临时变更数据库中移除。[0028] 一实施例中，所述预设输出条件包括按一预设单位时间定时输出或响应输出控制指令输出。[0029] 第二方面，一实施例中提供一种计算机可读存储介质，所述介质上存储有程序；所述程序能够被处理器执行以实现如第一方面所述的实施过程控制方法。[0030] 第三方面，一实施例中提供一种用于核电站DCS临时变更的实施过程控制系统，包括：[0031] 临时变更提取模块，用于获取临时变更包，并从所述临时变更包中提取每个临时变更事项；所述临时变更包包括至少一次所述临时变更事项，所述临时变更事项用于表述至少一项DCS参数或DCS控制逻辑的变更；[0032] 变更数据库生成模块，用于获取与每个所述临时变更事项逻辑相关的临时变更参数，并依据每个所述临时变更事项相关的临时变更参数生成临时变更数据库；[0033] 临时变更表输出模块，用于依据所述临时变更数据库按预设输出条件输出临时变更事项表，以用于对每个所述临时变更事项进行提醒和巡检；所述临时变更事项表包括每个所述临时变更事项逻辑相关的临时变更参数；所述临时变更参数包括临时变更对应的变更模块、变更模块的组织结构关系、变更模块的拓扑结构关系和/或变更模块参数信息。[0034] 如上述实施例中的实施过程控制系统，包括临时变更提取模块、变更数据库生成模块和临时变更表输出模块，通过对涉及DCS参数或DCS控制逻辑的临时变更事项进行数字化管理，可显著提高核电机组DCS临时控制逻辑变更巡检的自动化程度和准确性，降低人员劳动强度。附图说明[0035] 图1为一种实施例中实施过程控制方法的流程示意图；[0036] 图2为一种实施例中DCS变更任务表图形化显示的显示示意图；[0037] 图3为一种实施例中实施过程控制系统的结构连接示意图。具体实施方式[0038] 下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。[0039] 另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。[0040] 本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。[0041] DCS设计变更主要分为控制逻辑变更、画面组态变更、数字化程序（如报警卡和规程）变更三个部分，其中控制逻辑变更包括：a.仅控制逻辑变更，b.仅控制逻辑模块的参数变更，c.包含控制逻辑和模块参数变更。整个DCS变更实施过程风险很高，尤其是DCS控制逻辑变更，因控制逻辑与底层控制器、执行机构、传感器等直接耦合，一旦控制逻辑或参数修改错误，可能会导致控制器、执行机构、传感器和报警等非预期动作，影响机组的安全稳定运行、违反核电厂运行技术规范限制甚至造成事故。由于上述内容可知，DCS批量变更的实施过程具有任务重、风险高和实施复杂的特点。[0042] 一般核电厂发现DCS偏差后，正式变更流程需经过问题定位、原因分析、提供解决方案、评估验证及下发执行等环节，一般耗时较长，而这期间为了保证设备安全稳定运行，通常会执行一些DCS临时逻辑变更，待设计方下发正式变更文件后，再取消或固化临时变更。而DCS临时逻辑变更需要人工定期巡检，自动化程度低、效率低、容易出错。[0043] 在本申请实施例中公开的用于核电站DCS临时变更的实施过程控制方法，首先获取临时变更包，其中，临时变更包包括至少一次临时变更事项，每个临时变更事项用于表述至少一项DCS参数或DCS控制逻辑的变更；然后从临时变更包中提取每个临时变更事项；再获取与每个临时变更事项逻辑相关的临时变更参数，并依据每个临时变更事项相关的临时变更参数生成临时变更数据库；最后依据临时变更数据库按预设输出条件输出临时变更事项表，以用于对每个临时变更事项进行提醒和巡检。通过对涉及DCS参数或DCS控制逻辑的临时变更事项进行数字化管理，可显著提高核电机组DCS临时控制逻辑变更巡检的自动化程度和准确性，降低人员劳动强度。[0044] 实施例一[0045] 请参考图1，为一种实施例中实施过程控制方法的流程示意图，包括：[0046] 步骤101，获取临时变更包。[0047] 临时变更包包括至少一次临时变更事项，临时变更事项用于表述至少一项DCS参数或DCS控制逻辑的变更。临时变更包的获取方法包括：[0048] 获取临时变更文件，并将临时变更文件转换为临时变更包。其中，临时变更文件为临时变更的描述文件，临时变更文件包括DCS组态软件能编译下装运行的控制逻辑页面文件、画面组态文件和/或数字化程序文件，临时变更文件的类型包括文本格式、PDF格式和/或Visio格式。[0049] 步骤102，提取临时变更事项。[0050] 从临时变更包中提取每个临时变更事项。[0051] 步骤103，获取临时变更参数。[0052] 获取与每个临时变更事项逻辑相关的临时变更参数，具体包括：[0053] 首先获取DCS运行数学模型，其中，DCS运行数学模型是依据核电站DCS系统和核电站DCS系统输出的DCS数据构建的数学模型。然后将每个临时变更事项输入DCS运行数学模型，并获取DCS运行数学模型输出的与每个临时变更事项逻辑相关的临时变更参数。其中，临时变更参数包括临时变更对应的变更模块、变更模块的组织结构关系、变更模块的拓扑结构关系和/或变更模块参数信息。[0054] 步骤104，生成临时变更数据库。[0055] 依据每个临时变更事项相关的临时变更参数生成临时变更数据库。[0056] 步骤105，输出临时变更事项表。[0057] 依据临时变更数据库按预设输出条件输出临时变更事项表，以用于对每个临时变更事项进行提醒和巡检。其中，临时变更事项表包括每个临时变更事项逻辑相关的临时变更参数，预设输出条件包括按一预设单位时间定时输出或响应输出控制指令输出。[0058] 一实施例中，采用对临时变更事项表进行图形化显示的方式进行输出。其中，图形化显示包括对每个临时变更事项的临时变更参数和变更关系进行图形化显示，其中，任务参数包括变更批次、变更系统、变更修改页面、变更修改类型、变更修改项简述和/或详细变更修改描述，变更关系包括对每个临时变更事项之间的逻辑关系进行图形化显示。该图形化显示用于实现临时变更事项表中每个临时变更任务的清单列表、映射关系、控制逻辑变更信息、变更执行顺序和/或序列存储信息。一实施例中，一个临时变更任务包括一项或多项临时变更事项。[0059] 请参考图2，为一种实施例中临时变更任务表图形化显示的显示示意图，其中，一个基准页面a对应一个临时变更任务，每一个圆圈对应一个临时变更事项，并对修改后的临时变更事项进行修改标记的标注。[0060] 一实施例中，实施过程控制方法还包括：[0061] 步骤106，获取DCS数据。[0062] 获取核电站DCS系统临时变更后的DCS数据，并将DCS数据输入DCS运行数学模型，以获取DCS运行数学模型输出的与每个临时变更事项相关的变更相关参数。[0063] 步骤107，更新临时变更数据库。[0064] 依据每个临时变更事项相关的变更相关参数更新临时变更数据库。当变更相关参数与临时变更参数相同时，将对应该变更相关参数的临时变更事项从临时变更数据库中移除。[0065] 步骤108，输出新的临时变更事项表。[0066] 一实施例中，临时变更文件的获取方法包括：[0067] 首先将每一项DCS参数的临时修改值输入DCS运行数学模型，并获取DCS运行数学模型输出的与该DCS参数相对应的风险评估参数。其中，风险评估参数用于表示临时修改后的DCS参数是否在预设的理论阈值范围内。然后再依据DCS参数的风险评估参数在预设阈值范围内的临时变更事项获取临时变更文件，并对不在预设阈值范围内的临时变更事项发出警告。[0068] 在本申请一实施例中，公开了一种用于核电站DCS临时变更的实施过程控制方法，首先获取临时变更包，其中，临时变更包包括至少一次临时变更事项，每个临时变更事项用于表述至少一项DCS参数或DCS控制逻辑的变更；然后从临时变更包中提取每个临时变更事项；再获取与每个临时变更事项逻辑相关的临时变更参数，并依据每个临时变更事项相关的临时变更参数生成临时变更数据库；最后依据临时变更数据库按预设输出条件输出临时变更事项表，以用于对每个临时变更事项进行提醒和巡检。通过对涉及DCS参数或DCS控制逻辑的临时变更事项进行数字化管理，可显著提高核电机组DCS临时控制逻辑变更巡检的自动化程度和准确性，降低人员劳动强度。[0069] 本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。[0070] 本申请一实施例中还公开了一种用于核电站DCS临时变更的实施过程控制系统，应用如上所述的实施过程控制方法。请参考图3，为另一种实施例中实施过程控制系统的结构连接示意图，实施过程控制系统包括临时变更提取模块210、变更数据库生成模块220和临时变更表输出模块230。临时变更提取模块210用于获取临时变更包，并从临时变更包中提取每个临时变更事项，其中，临时变更包包括至少一次临时变更事项，临时变更事项用于表述至少一项DCS参数或DCS控制逻辑的变更。变更数据库生成模块220用于获取与每个临时变更事项逻辑相关的临时变更参数，并依据每个临时变更事项相关的临时变更参数生成临时变更数据库。临时变更表输出模块230用于依据临时变更数据库按预设输出条件输出临时变更事项表，以用于对每个临时变更事项进行提醒和巡检。其中，临时变更事项表包括每个临时变更事项逻辑相关的临时变更参数，临时变更参数包括临时变更对应的变更模块、变更模块的组织结构关系、变更模块的拓扑结构关系和/或变更模块参数信息。本申请公开的用于核电站DCS临时变更的实施过程控制系统通过对涉及DCS参数或DCS控制逻辑的临时变更事项进行数字化管理，可显著提高核电机组DCS临时控制逻辑变更巡检的自动化程度和准确性，降低人员劳动强度。[0071] 在本申请一实施例中，基于现有技术对核电站DCS临时变更的监测的不足，首先收集DCS临时控制逻辑变更信息，针对每一项DCS临时控制逻辑变更，提取包含变更所在页面、变更所含模块、模块间拓扑结构关系、模块参数等信息，并以有向图的方式存入DCS临时控制逻辑变更信息数据库；然后定期（按规定的TCA巡检频率）导出机组控制逻辑页面，并从机组控制逻辑页面中提取出DCS临时控制逻辑所对应的机组控制逻辑信息；再对机组控制逻辑信息进行对比和比较，如一致则巡检通过，如不一致，输出差异。[0072] 本申请公开的实施过程控制方法已在三代EPR（欧洲压水堆）的核电厂成功实施。解决多个批次DCS临时文件包内相关文件查询使用效率低和易出错的难题，省去变更分析/或现场实施时执行人员繁杂的文件查找、打开及切换过程，大大提高效率并降低人因。通过将不同DCS变更实施阶段的基准页面与变更文件页面进行比较，并对DCS临时变更的实施过程进行计算评估，能更合理优化作业方式、及时发现并消除潜在风险，提高工作效率；另外，因为已经识别并对变更项分类及排序，可有效避免因现场实施时窗口不满足，或是变更项之间有执行顺序依赖等因素对变更执行过程的干扰；再者，由于已经按照DCS变更事项进行分类，可避免针对同一DCS变更任务的重复打开及保存编译，提高了修改效率、可靠性和准确性，还可避免不同修改小组之间同时对同一页面进行修改的情况。相当于简化了操作，提高效率，降低了对现场组态软件的干扰。最后，能在多个阶段对变更项执行的正确性进行检查及复核，相当于多道屏障，可进一步提高临时变更执行过程的准确性。[0073] 以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

专利地区：广东

专利申请日期：2022-04-19

专利公开日期：2024-11-22

专利公告号：CN114839935B