王五妹

DCS信息監(jiān)視與控制系統(tǒng)報警卡轉換工具研制

王五妹

（福建福清核電有限公司，福建福清 350300）

報警卡作為報警信息頁，其能夠指導操作員對報警做出正確的判斷和響應，是電廠主控室操作員響應報警的重要依據(jù)。電廠因設計變更、畫面優(yōu)化等需求需對報警卡內(nèi)容進行更新，為提升報警卡數(shù)據(jù)更新的效率和準確率，維修人員自主研發(fā)一套可以實現(xiàn)報警卡自動轉換的工具軟件，能夠實現(xiàn)可編輯版報警規(guī)程文檔與DCS系統(tǒng)報警卡數(shù)據(jù)文件的自動轉換。本文分析了可編輯版報警規(guī)程文檔的解析過程，數(shù)據(jù)提取的思路和方法；研究了DCS系統(tǒng)報警卡數(shù)據(jù)文件的格式，自動生成的原理等。經(jīng)過測試驗證，證明KIC系統(tǒng)報警卡轉換工具生成的數(shù)據(jù)文件滿足KIC系統(tǒng)的穩(wěn)定運行要求。

報警卡；KIC系統(tǒng)；DCS；ILV文件

目前國內(nèi)外運行的三代和三代+核電廠普遍使用DCS（Distributed Control System）分布式控制系統(tǒng)。DCS的主要基礎是4C技術，即計算機-Computer、控制-Control、通訊-Communication和現(xiàn)代圖形顯示技術CRT。在此基礎上，進一步引入和開發(fā)面向狀態(tài)的診斷技術、智能化報警技術、數(shù)據(jù)庫技術、符合人因工程要求的人機界面、先進的主控室等現(xiàn)代技術，并采用系統(tǒng)化的控制室功能分析和分配、操縱員操作分析等設計技術，以及面向運行安全狀態(tài)的操作員支持系統(tǒng)包括智能診斷與智能報警為基礎的計算機化操作規(guī)程等[4]。

福建福清核電有限公司1～4號機組DCS控制系統(tǒng)采用法國源訊公司的KIC系統(tǒng)（DCS信息監(jiān)視與控制系統(tǒng)）。KIC系統(tǒng)智能化報警技術功能強大，單個機組報警數(shù)量高達5 000多條，與之匹配的報警卡數(shù)量也在5 000多張。KIC系統(tǒng)的報警信號來自DCS控制邏輯層、DCS監(jiān)控層及監(jiān)控層內(nèi)部計算邏輯。核電機組運行一個周期，因設計變更、畫面優(yōu)化等需求需對報警信號點進行調(diào)整、計算過程進行優(yōu)化、報警卡內(nèi)容進行相應的更新。福清核電1～4號機組在過去的14次大修中，每次大修需更新的報警卡數(shù)量約450份左右，因手動更新工作量大，且存在修改錯誤的人因失誤風險。

基于上述問題，提出了研制KIC系統(tǒng)報警卡轉換工具的需求。KIC系統(tǒng)報警卡轉換工具可以將運行人員編輯、修改過的word版報警規(guī)程文件自動轉換成KIC系統(tǒng)識別的ILV文件。這一過程用到了報警卡數(shù)據(jù)格式解析、可編輯報警規(guī)程識別和報警卡自動生成等關鍵技術。

1　軟件設計

1.1　軟件運行環(huán)境

在方便使用和便捷辦公的前提下，福清核電KIC系統(tǒng)報警卡轉換工具將能夠在福清核電辦公電腦主流的操作系統(tǒng)下運行，工具軟件運行環(huán)境兼容如下操作系統(tǒng)：Windows 7、Windows XP。

1.2　軟件開發(fā)環(huán)境

為保障福清核電KIC系統(tǒng)報警卡轉換工具在Windows 7、Windows XP操作系統(tǒng)下的兼容性，選用Microsoft Visual Studio 2015作為軟件開發(fā)環(huán)境，使用的開發(fā)工具為C++。

VS是Microsoft Visual Studio的簡稱，是美國微軟公司的開發(fā)工具包系列產(chǎn)品，它包括了整個軟件生命周期中所需要的大部分工具，如UML工具、集成開發(fā)環(huán)境（IDE）等，其目標代碼適用于微軟支持的所有操作系統(tǒng)，是目前最流行的Windows平臺應用程序的集成開發(fā)環(huán)境。

1.3　軟件架構

軟件系統(tǒng)在考慮執(zhí)行效率的前提下采用單機執(zhí)行模式，用戶將軟件安裝到本地后即可方便使用，所有資源和計算過程都基于本地的執(zhí)行程序完成。如圖1所示。

圖1　軟件架構圖

第一層是訪問層，用戶交互界面提供給用戶簡單易用的操作界面，設計時考慮操作簡單、畫面簡潔、展示盡量多的豐富信息。

第二層是業(yè)務層，是后臺數(shù)據(jù)處理的神經(jīng)中樞。本軟件系統(tǒng)包含了報警規(guī)程識別、報警卡格式數(shù)據(jù)解析和報警卡文件生成等模塊，這些模塊為用戶交互界面提供了數(shù)據(jù)顯示的資源，是數(shù)據(jù)處理的主要引擎。

1.4　軟件功能設計

軟件界面設計的原則是簡潔、實用、易上手。軟件界面按照用戶的使用習慣和操作順序自上而下分為三部分：文件路徑設置區(qū)、功能按鈕區(qū)和報警卡顯示區(qū)，如圖2所示。

圖2　軟件功能界面示意圖

用戶使用時首先選擇要轉換的報警規(guī)程的Word文件，然后選擇生成的.ilv報警卡的保存路徑。

設置好文件路徑后，可以點擊“規(guī)程格式檢查”按鈕，檢查Word版規(guī)程是否滿足要求。如果不滿足要求會給出提示。

格式檢查完畢后，用戶可以點擊“開始轉換”按鈕生成報警卡，已經(jīng)生成的報警卡會實時的顯示在報警卡顯示區(qū)里。報警卡顯示區(qū)里的“另存為”按鈕可保存已生成的報警卡清單，該清單可以作為DGS工程師站的導入報警卡文件清單。

1.5　報警卡轉換流程

此次定制開發(fā)的報警卡轉化工具運行在Windows環(huán)境下，便于提取Word版報警規(guī)程，也便于使用者利用個人辦公電腦進行報警卡轉換工作。報警卡轉化工具生成的ilv報警卡文件可以直接導入數(shù)據(jù)生成平臺（DGS平臺：Date Generate System）使用，并不需要做二次轉換，便捷性有明顯提升。

報警卡轉換流程關鍵在對Word報警規(guī)程和ilv報警卡兩種格式文件的信息提取和數(shù)據(jù)解析。Word報警規(guī)程的信息提取主要包括文本信息的提取和邏輯圖的提取。ilv報警卡數(shù)據(jù)格式的解析工作是為最后將Word規(guī)程提取的信息填入固定格式的ilv文件并生成報警卡做準備工作。生成ilv報警卡后可以拷貝到DGS電腦上并批量導入DGS平臺，進行集成后，即可下裝到現(xiàn)場DCS系統(tǒng)使用，完成報警卡的更新工作，報警卡的轉換流程圖如圖3所示。

圖3　報警卡轉換流程圖

2　關鍵技術及解決方案

報警卡轉換工具的關鍵技術包括：WORD文件的讀取、報警卡數(shù)據(jù)格式解析、可編輯報警規(guī)程識別和報警卡自動生成。

WORD文件的讀取所使用的工具為Microsoft Visual Studio。在準備階段，首先創(chuàng)建一個MFC（EXE）工程，然后在CLASS VIEW頁面創(chuàng)建一個類名為“CWordOffice”、類型為“Generci Class”的類。在工具欄中找到view-＞ class wizard-＞Automation-＞add class-＞from a type library，然后選中offfice安裝的目錄中的MSWORD9.OLB，選中所有列出的類名，點OK完成。準備工作完成后，CwordOffice.h就包含了Word讀取操作的各種應用函數(shù)。然后通過操作指令實現(xiàn)創(chuàng)建WORD文檔、打開文檔、保存文檔、文本書寫操作、圖片插入操作和超鏈接插入操作。

（1） 報警卡數(shù)據(jù)格式解析主要有：

-分析KIC系統(tǒng)報警卡文件的數(shù)據(jù)結構；

（2）可編輯報警規(guī)程如圖4所示，“原因”區(qū)域明確了該報警觸發(fā)的原因可能是“斷路器操作機構故障”“電機堵轉”或“電機電源回路故障”；“操作”區(qū)域引導操縱員如何響應該報警；“邏輯簡圖”區(qū)域說明了該報警是就地斷路器電機過流/過時報直接觸發(fā)的，中間無其他邏輯組合；“后果”區(qū)域說明了該報警觸發(fā)會導致隔離開關不能操作。在Windows環(huán)境下通過軟件直接讀取Word版報警規(guī)程文件內(nèi)容，主要包括：

1）KIC系統(tǒng)可編輯報警規(guī)程文件相關字段信息的提??；

2）KIC系統(tǒng)可編報警規(guī)程報警邏輯圖的提??；

3）KIC系統(tǒng)可編輯報警規(guī)程特殊標識信息的提取。

圖4　報警卡WORD表格示例

（3）報警卡自動生成。將剛才提取的Word信息按固定格式填寫到ilv文件中，并在Windows下進行了格式化，形成DGS可用的報警卡文件（全自動），如圖5所示，主要包括：

1）KIC系統(tǒng)可識別的報警卡文件的表格結構的生成；

2）KIC系統(tǒng)可識別的報警卡文件的信息導入；

3）KIC系統(tǒng)可識別的報警卡文件的動態(tài)部件的自動生成。

圖5　報警卡在DGS中的顯示示例

3　結論

本文對KIC系統(tǒng)報警卡轉換工具的研制過程進行了說明和總結，對遇到的關鍵技術及方案進行了闡述。通過實際的工程應用證明了報警卡轉換工具的高準確性，生成的文件下裝到KIC系統(tǒng)中，未對KIC系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行造成影響，保證了其穩(wěn)定性，滿足了KIC系統(tǒng)報警卡數(shù)據(jù)更新的需要，提升了工作效率和數(shù)據(jù)更新的準確度。

［1］ 肖石，曹迎鋒．基于NicSys～2000的核電站DCS系統(tǒng)數(shù)字化報警卡設計［J］．中小企業(yè)管理與科技．2018．

［2］ 江國進，陳志芳，李恒智．大亞灣核電站主控室報警處理計算機輔助系統(tǒng)的研究和開發(fā)［J］．核科學與工程．2001（S1）．

［3］ 崔瑤，董旭辰，時樂．核電站數(shù)字化報警抑制方法的研究［J］．電腦知識與技術．2013（18）．

［4］ 周靜，楊艷，蔣吉強，等．DCS系統(tǒng)應用技術回顧與展望［J］．石油與天然氣化工．2010（S1）．

Development of alarm sheet conversion tool for DCS Information Monitoring and Control system

WANG Wumei

（Fujian Fuqing Nuclear Power Co.，Ltd．Fuqing of Fujian Prov．350300，China）

Alarm sheet is for alarm information，which can guide the operator to make correct judgment and response．It’s an important basis for the operator to respond to the alarm when they are in the Main Control Room（MCR）．The power plant needs to update the content of the alarm sheet due to the design change and display optimization．In order to improve the efficiency and accuracy of the alarm sheets update，the maintenance personnel independently developed a set of tool software which can realize the automatic conversion of alarm sheet and can realize the automatic conversion between the editable alarm procedure document and the DCS system alarm sheet data file．This paper analyzes the analysis process of editable version alarm procedure document，the ideas and methods of data extraction．The format of the data file of the DCS system alarm sheet is also be studied，as well as the principle of automatic generation，etc．After testing and verification，it is proved that the data file generated by the KIC system alarm sheet conversion tool meets the requirement for stable operation of the KIC system．

Alarm sheet；KIC system；DCS；ILV file

TL48

A

0258-0918（2021）03-0644-05

2020-10-14

王五妹（1984—），女，福建福清人，高級工程師，碩士研究生，現(xiàn)主要從事核電數(shù)字化控制方面研究