顧春燕

摘 要：田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組主儀控系統(tǒng)負(fù)責(zé)電站90%工藝設(shè)備的控制和調(diào)節(jié)，主儀控系統(tǒng)作為電站的“神經(jīng)”上傳、下達(dá)所有指令，并作為“五官”向操作員提供直觀的信息，為電站安全、穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接影響到機(jī)組的安全性、負(fù)荷因子和穩(wěn)定性。而儀控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提是及時(shí)收到完整、準(zhǔn)確的工藝系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)。鑒于目前數(shù)字化儀控項(xiàng)目執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)，儀控系統(tǒng)設(shè)計(jì)輸入數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性，已經(jīng)成為制約儀控項(xiàng)目順利執(zhí)行的難題。結(jié)合田灣核電站自身的特點(diǎn)，從投資、質(zhì)量和進(jìn)度三個(gè)方面對(duì)儀控輸入數(shù)據(jù)管理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行介紹，并簡(jiǎn)要分析項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中潛在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，希望對(duì)今后數(shù)字化儀控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：核電站 數(shù)字化儀控系統(tǒng) 主儀控 輸入數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）006-045-02

1 輸入數(shù)據(jù)概述

儀控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要來(lái)自工藝、電氣、通信、土建等專業(yè)多次的設(shè)計(jì)輸入，以保證其設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組根據(jù)一期工程的良好實(shí)踐主要以功能組為單位管理輸入數(shù)據(jù)。

1.1 初步設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)輸入

初步設(shè)計(jì)階段的輸入數(shù)據(jù)有：工藝系統(tǒng)流程圖、工藝系統(tǒng)描述、工藝測(cè)量和控制要求（包含閉環(huán)控制和子組、成組控制描述）、測(cè)點(diǎn)清單、驅(qū)動(dòng)器清單、信號(hào)清單、后備盤設(shè)備清單、、報(bào)警及運(yùn)行操作畫面以及工藝設(shè)備布置圖、電氣/通信等專業(yè)設(shè)備在控制室的布置資料?；诤藣u設(shè)計(jì)以田灣一期工程作為參考電站，經(jīng)協(xié)調(diào)俄方設(shè)計(jì)院（核島工藝設(shè)計(jì)責(zé)任方）和主儀控供應(yīng)商，俄方同意在上述輸入數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，同時(shí)提交畫面草圖、功能圖等作為輸入數(shù)據(jù)。

1.2 詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的輸入數(shù)據(jù)

詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的輸入數(shù)據(jù)主要有：工藝布置圖、開關(guān)柜布置圖、開關(guān)柜接線圖、標(biāo)有預(yù)埋件或預(yù)留洞位置的土建圖、與儀控系統(tǒng)連接的設(shè)備接口資料、就地設(shè)備的三維坐標(biāo)信息、貫穿件的相關(guān)信息、儀表布置房間號(hào)、支架布置房間號(hào)、電子化規(guī)程。

2 輸入數(shù)據(jù)管理

從田灣一期工程和兄弟電站的經(jīng)驗(yàn)反饋可以看出，由于主儀控系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)是主儀控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試等后續(xù)工作的前提，因此輸入數(shù)據(jù)的管理已經(jīng)成為整個(gè)儀控項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵點(diǎn)，下文結(jié)合一期工程的經(jīng)驗(yàn)，從投資、質(zhì)量和進(jìn)度三大控制為出發(fā)點(diǎn)，分析項(xiàng)目可能存在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，以及建議采取的針對(duì)性措施。

2.1 投資（變更）控制

田灣核電站一期工程在工藝系統(tǒng)上較原俄羅斯電站有很大的改進(jìn)，在控制系統(tǒng)方面發(fā)生了根本的變化，致使在儀控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、安裝及調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)了大量的儀控設(shè)計(jì)變更，也產(chǎn)生了大量的變更費(fèi)用。在3、4號(hào)機(jī)組工程建設(shè)中如何減少和避免大量變更費(fèi)用的產(chǎn)生，對(duì)儀控管理工作來(lái)說(shuō)是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。3、4號(hào)機(jī)組主儀控采購(gòu)合同談判中采取了一系列精細(xì)化的管理措施，重點(diǎn)對(duì)變更進(jìn)行了優(yōu)化，規(guī)避了部分變更單生成的條件，保證了儀控設(shè)計(jì)變更費(fèi)用的有效控制：（1）硬件方面，只考慮I/O點(diǎn)數(shù)量的變化，并根據(jù)不同I/O點(diǎn)的單價(jià)按照數(shù)量的增減調(diào)整合同價(jià)格，如果I/O點(diǎn)數(shù)量不改變，完成相關(guān)控制要求所需增加的硬件費(fèi)用（如模件、服務(wù)器等）由供應(yīng)商自行承擔(dān)；（2）軟件方面，視工程的不同階段，有針對(duì)性的制定變更條款；通過(guò)該變更原則，可基本避免由于儀控設(shè)備代及控制邏輯變化帶來(lái)的變更費(fèi)用，并最大程度的降低輸入數(shù)據(jù)提交和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試階段的可能出現(xiàn)的儀控軟件邏輯變更產(chǎn)生的費(fèi)用。

2.2 質(zhì)量控制

2.2.1 通過(guò)程序化管理加強(qiáng)質(zhì)量控制

田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組主儀控項(xiàng)目的參與方眾多，核島設(shè)計(jì)以圣彼得堡設(shè)計(jì)院和水壓機(jī)設(shè)計(jì)院為主，常規(guī)島和BOP設(shè)計(jì)由中國(guó)核電工程公司和東北電力設(shè)計(jì)院承擔(dān)，主儀控供貨商在成員上又分為AREVA、SIEMENS和SPPA三個(gè)單位，另一方面，從儀控設(shè)計(jì)的角度看，安全儀控、正常運(yùn)行儀控和就地儀表設(shè)計(jì)所需的輸入數(shù)據(jù)側(cè)重點(diǎn)也各有不同。為了幫助各設(shè)計(jì)院能夠充分理解主儀控供應(yīng)商的需求，并盡量采用同一理念和標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備輸入數(shù)據(jù)，本項(xiàng)目規(guī)劃了一系列的項(xiàng)目管理程序，如《輸入數(shù)據(jù)和系統(tǒng)會(huì)議》、《機(jī)械接口》、《電氣接口》等，就輸入數(shù)據(jù)的范圍、格式、深度、提交階段、審查和釋放以及各類接口等進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，由業(yè)主方組織各設(shè)計(jì)院與主儀控供應(yīng)商多次討論和澄清，簽署發(fā)布后作為輸入數(shù)據(jù)提交的基礎(chǔ)性和標(biāo)準(zhǔn)性文件，以確保輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

2.2.2 組織專項(xiàng)小組開展聯(lián)合工作，提高輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和效率

組織專項(xiàng)小組開展聯(lián)合工作，由儀控管理處牽頭，組織江蘇核電公司運(yùn)行、調(diào)試、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、培訓(xùn)中心等相關(guān)部門配合，聯(lián)合主儀控供貨商、相關(guān)設(shè)計(jì)院等單位成立主儀控系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)聯(lián)合工作組。工作組采用矩陣式管理模式，縱向分為領(lǐng)導(dǎo)層、執(zhí)行層和工作層三個(gè)層次，橫向按照工作任務(wù)在工作層設(shè)常規(guī)島輸入數(shù)據(jù)管理組、倒送電專項(xiàng)管理組、俄供輸入數(shù)據(jù)管理組、通風(fēng)和消防輸入數(shù)據(jù)管理組和主控室輸入數(shù)據(jù)管理組五個(gè)工作組，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、管理和執(zhí)行各自領(lǐng)域內(nèi)輸入數(shù)據(jù)的相關(guān)工作，并及時(shí)反饋工作進(jìn)展情況。

通過(guò)專項(xiàng)小組聯(lián)合工作的模式，小組成員從各自專業(yè)特點(diǎn)出發(fā)，共同對(duì)設(shè)計(jì)院編制的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行審查和把關(guān)，對(duì)于一些突出性問(wèn)題，如常規(guī)島各功能區(qū)的控制邏輯說(shuō)明，組織專題會(huì)議進(jìn)行集中討論，通過(guò)各專業(yè)的充分溝通，達(dá)到方案的最優(yōu)化，減少輸入數(shù)據(jù)缺漏、錯(cuò)誤的可能性，從而達(dá)到提高質(zhì)量的目的。實(shí)踐證明：這種工作模式不但可以提高輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量，而且工作效率高，能夠節(jié)省大量的時(shí)間及工作成本。

2.3 輸入數(shù)據(jù)的進(jìn)度管理

2.3.1 輸入數(shù)據(jù)進(jìn)度的制定

在主儀控系統(tǒng)合同談判階段，業(yè)主方以工程一級(jí)進(jìn)度為基礎(chǔ)，要求供應(yīng)商基于220KV倒送電和主控室可用兩個(gè)關(guān)鍵性節(jié)點(diǎn)對(duì)主儀控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、測(cè)試和運(yùn)輸時(shí)間進(jìn)行倒排，同時(shí)參考工藝的設(shè)計(jì)進(jìn)度及設(shè)備采購(gòu)進(jìn)度，初步確定了儀控輸入數(shù)據(jù)提交時(shí)間。隨著工程進(jìn)展的不斷深入，根據(jù)工程二級(jí)進(jìn)度和工程的實(shí)際進(jìn)展情況，多次協(xié)調(diào)中、俄、德各方合理調(diào)整并細(xì)化了主儀控輸入數(shù)據(jù)的提交進(jìn)度。

2.3.2 輸入數(shù)據(jù)進(jìn)度管理策略

輸入數(shù)據(jù)為工藝、電氣、土建等各專業(yè)對(duì)主儀控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，是主儀控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中，業(yè)主方認(rèn)真貫徹公司總經(jīng)理部“負(fù)接口”的進(jìn)度管理要求，在設(shè)計(jì)院各專業(yè)的輸入數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、工藝設(shè)備資料提交、進(jìn)度匹配等方面，積極主動(dòng)的開展工作，向設(shè)計(jì)院、主要設(shè)備制造廠等派駐專項(xiàng)工作組，對(duì)其進(jìn)行督促和幫扶，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出預(yù)警，協(xié)助各相關(guān)單位和部門推動(dòng)工作的開展，取得了很好的效果。

2.3.3 輸入數(shù)據(jù)進(jìn)度的過(guò)程控制管理

在田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組常規(guī)島缺少真正意義上的參考電站、常規(guī)島設(shè)計(jì)院對(duì)核電站設(shè)計(jì)流程缺乏了解的情況下，業(yè)主方積極、有針對(duì)性的采取多種措施，重點(diǎn)加強(qiáng)進(jìn)度的過(guò)程控制，將每個(gè)功能組的輸入數(shù)據(jù)再次進(jìn)行細(xì)分，分別設(shè)置多個(gè)完成情況檢查點(diǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)進(jìn)度控制出現(xiàn)偏離，能夠及時(shí)組織相關(guān)單位進(jìn)行分析并解決。通過(guò)有效的過(guò)程控制，保證了最終目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，從而避免了單一目標(biāo)控制失效后沒(méi)有糾正機(jī)會(huì)的缺點(diǎn)。

為了便于過(guò)程控制的有效實(shí)施，業(yè)主方編制《主儀控接口控制管理細(xì)則》詳細(xì)的定義了每個(gè)設(shè)計(jì)階段、每條接口的類型、名稱，用于規(guī)范輸入數(shù)據(jù)的提交及審查時(shí)間、方式和進(jìn)度。此接口管理數(shù)據(jù)庫(kù)由業(yè)主方歸口取號(hào)、記錄、跟蹤，定期向各設(shè)計(jì)參與方發(fā)布，以保證各輸入數(shù)據(jù)提交階段狀態(tài)清晰、預(yù)警及時(shí)、過(guò)程可控。后續(xù)，業(yè)主方將在接口管理數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上開發(fā)DCS設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，開展專題研究，借助相關(guān)設(shè)計(jì)工具（包括硬件、軟件）對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和驗(yàn)證，形成可查詢、分析的功能軟件，為3、4號(hào)機(jī)組主儀控輸入數(shù)據(jù)以及后續(xù)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)和管理工作提供詳細(xì)的技術(shù)支持，以及全面、便捷的數(shù)據(jù)查詢工具。

同時(shí)，業(yè)主方形成了有效的報(bào)告制度，各專項(xiàng)小組將輸入數(shù)據(jù)準(zhǔn)備情況通過(guò)日?qǐng)?bào)、周報(bào)和月報(bào)的形式逐級(jí)向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，使得問(wèn)題能夠及時(shí)暴露、及時(shí)通報(bào)、及時(shí)決策。

3 對(duì)輸入數(shù)據(jù)管理的思考

相對(duì)于采用常規(guī)儀控系統(tǒng)的傳統(tǒng)核電站，采用數(shù)字化儀控系統(tǒng)的核電站，主儀控供貨商所承擔(dān)的工作范圍更廣，其本身設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試所需的時(shí)間大大增加，而與此同時(shí)，各專業(yè)對(duì)于儀控的需求也越來(lái)越高。在設(shè)計(jì)方面，其他專業(yè)對(duì)于儀控的設(shè)計(jì)輸出文件要求大大增加，例如電纜布置、機(jī)柜和就地設(shè)備的布置、機(jī)柜的釋熱量，由于儀控所占的比重加大，因此需求的進(jìn)度要求也更高，而且大量的接口已經(jīng)由設(shè)計(jì)院各專業(yè)之間的接口轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)院和儀控供貨商之間的接口；在調(diào)試階段，主儀控系統(tǒng)可用已經(jīng)成為工藝具備調(diào)試條件的前提之一，220KV倒送電、主控室可用已經(jīng)成為數(shù)字化儀控系統(tǒng)必須滿足的工程里程碑節(jié)點(diǎn)；在安全評(píng)審和驗(yàn)證方面，各國(guó)的核安全監(jiān)管當(dāng)局對(duì)數(shù)字化儀控系統(tǒng)的監(jiān)管要求也在不斷提高，尤其是福島核事故以后，隨著新標(biāo)準(zhǔn)和新理念的出臺(tái)，對(duì)數(shù)字化儀控系統(tǒng)提出了更高的要求，設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試過(guò)程中的評(píng)審和驗(yàn)證工作也將相應(yīng)增加。

從以上的分析可以看出，采用數(shù)字化儀控系統(tǒng)后，只有將主儀控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)啟動(dòng)時(shí)間提前，才能保證主儀控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、安裝和調(diào)試各階段工作的順利實(shí)施。目前國(guó)內(nèi)各核電站遇到的主儀控輸入數(shù)據(jù)問(wèn)題，主要是核電站建造基本上沒(méi)有考慮因采用數(shù)字化儀控系統(tǒng)所帶來(lái)的新變化，仍然沿用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、采購(gòu)和建造流程。在田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組主儀控系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)的管理中，采取了一系列創(chuàng)新的管理手段，如輸入數(shù)據(jù)變更控制方法、專項(xiàng)組聯(lián)合工作模式、輸入數(shù)據(jù)的程序化管理、工藝設(shè)備資料反提的優(yōu)化、輸入數(shù)據(jù)的過(guò)程控制和報(bào)告制度等，這些措施均取得了階段性成果。

在后續(xù)電站的輸入數(shù)據(jù)管理中，在管理創(chuàng)新的同時(shí)，還應(yīng)注重技術(shù)手段的更新和探索，如多維虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用，在評(píng)價(jià)合格潛在供貨商的同時(shí)，將設(shè)備信息錄入到虛擬設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中，針對(duì)不同的用戶需求能夠快速提出不同的解決方案，有利于進(jìn)一步縮短輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備時(shí)間。