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[内容提要]秦山核电公司通风控制系统运行已有二十年的时间，原控制采用的是Ⅱ型仪表，故障率高。随着相关设备的更新换代，目前系统已经无法更好的满足工艺的运行需求。本文主要从项目的立项背景、系统现状与存在问题、改造的必要性、项目改造的范围和目标、系统改造后功能优化、与国内外同类技术比较及创新点、效益分析等方面作了详细的阐述，确保改造后的通风系统能够高效稳定的运行。
[关键词]通风集散控制系统（以下简称DCS）改造
中图分类号：TD72 文献标识码：A
1.0概述
通风控制系统改造源于2005年6月，项目组启动对整个通风控制室进行改造项目的前期工作。通过调研，编制了采用安全级继电器屏和手操盘加上非安全级DCS系统的半数字化改造方案，并于2005年11月通过公司技术委员会评审通过，项目正式立项。通风控制室涉及的系统多，接口复杂，为了不影响电站的运行，在项目管理上制定了周密的计划和相应的现场措施即改造分两步实施，第一步，在2006年公司第九次换料大修期间完成安全级继电器柜和手操盘部分的改造工作；第二部，在2007年公司第十次换料期间完成非安全级DCS系统部分的改造工作。
通风控制室原为传统的模拟控制室（如图3所示）, 采用大量的模拟指示表、操作开关、指示灯和报警光子牌，对整个核岛厂房通风系统进行控制和监视。另外，控制室还安装了通风微机，用于对整个核岛厂房通风系统的自动控制和联锁保护逻辑。
通风控制室自电厂并网运行至今近二十年，各种设备寿命即将到期，部分设备的老化不仅产生了昂贵的维护费用，也已经影响到了核电厂的安全生产。比如原通风微机是北京椿树电子仪表厂80年代的产品，由于其设备自身及相关系统设备的原因，从调试阶段起，诸多功能未能达到原设计要求，自电厂投运以来，大部分设备只能采用手动操作，无法实现空调系统的自动调节功能。通风微机的变更改造工作从1997年开始规划。
为提高管理效率、降低成本、保证安全，对陈旧设备和系统进行更新改造，将模拟仪表逐步改造为数字化DCS系统，提高自动化程度是大势所趋。通风控制室改造DCS项目就是诞生在这一背景下的改造项目。
2.0系统现状与存在的问题
通风控制室包括通风微机(CB560-CB565及CB567)与CB550~CB559、CB566、CB570、CP5501、CP5502等控制盘柜,与主控制室里的通风仪表一起实现对整个核岛通风系统的控制和监视功能。
通风微机(CB560-CB565及CB567)负责核岛通风系统所有的自动联锁及调节功能。该系统是北京椿树电子仪表厂80年代的计算机产品，但由于其设备自身及相关系统设备的原因，从微机调试阶段起，诸多功能不能达到原设计要求。十几年来，大部分设备、阀门的启闭均为手动操作，无法实现空调工况的自动调节及自动转换，仅K5-2、P2-1、P3-2系统的联锁控制由该系统来实现。通风微机已于1997年做了报费处理（报废单号：97-0036）。但因为K5-2、P2-1、P3-2系统的联锁控制还需要该来系统完成，故系统一直处于投运状态，但运行情况很不稳定，目前已经影响到了月度试验的正常进行，急需进行改造。
CB550~CB559、CB566、CB570、CP5501等控制盘柜负责除了在主控室控制外的其它通风设备的操作与监视功能，这些控制盘设备陈旧，二次表多为指针式，指示精度不好，故障率又高，备品备件也缺乏，部分已坏的二次表已换成了无纸记录仪。
现场DBC系列流量和差压变送器，使用胶皮引压管，故障率较高，测量精度也较差。已故障的变送器都已更换为上自仪一厂的1151系列变送器。(详细清单见附表一)
FT4801等四只流量变送器和TE17001等17只温度变送器参与了核级调节阀（或即将变更为核级的调节阀）的自动控制，但这些变送器本身不是1E级。（详细清单见附表二）
目前的通风微机控制着核级设备，但该系统不是1E级。
P3-2系统为核级，但其控制设备安装在风控室CB555-2和CB556上，这些控制盘及其上设备均为非1E级。
P5-1/3/5/6/7等风机根据最终安全评审，应该为核三级，但实际设备为非核级，相应的控制设备（包括电气控制回路、控制室操作开关、温度控制设备以及相应的温度变送器）也为非1E级。
3.0 系统改造实施工作
系统的改造在经过项目组前期的规划、设计、论证、产品调研后进入了现场实施阶段。现分别从项目改造的必要性、改造的范围和目标、系统改造后的优越性方面进行详细的分析。
3.1改造的必要性
K5-2、P2-1和P3-2为核三级，根据核安全法规，其控制设备应该为1E级，目
前的通风微机达不到此要求，而且作为已报废系统仍在运行，不符合厂里的管理制度，必须立即对微机系统进行改造；P3-2的控制开关等设备安装在CB555-2和CB556上，达不到1E级要求，需要进行改造。
04年2月9日“05#通风一位机的问题”C级状态报告“ZTBG04-02009”要求加
快改造通风微机改造进程；
运行部提出，希望改变目前风控室的操作监盘方式，风控室不再保留操作人员，
相关的操作监视由付副室值班人员来完成，要达到此要求，必须对风控室CB550~CB559、CB566、CB570、CP5501等控制盘柜进行改造。
DBC系列变送器除精度差、故障率高等缺点外，其反馈信号为0~10mA，微机更
换后，其模拟量输入卡可接收4~20mA、0~10V、1~5V等标准信号，所以需对DBC系列变送器进行变更。其中部分变送器的二次表在主控室和就地控制盘，这些二次表也需要做相应更改。
风控室里的CB550~CB559、CB566、CB570、CP5501等控制盘柜，由于采用了大
量的硬接线，接线复杂，维修较麻烦。计算机控制技术的发展，已经使得计算机控制系统的可靠性大大提高（MTBF号称50000小时以上），从而使得用计算机控制系统取代传统的手动操作监视盘成为可能。如采用这种可靠的计算机控制系统，不仅可减少设备的故障率，而且还可提高设备的可维修性和维修的便利性，从而减少设备维修方面的工作量。
3.2改造的范围和目标
改造的范围主要为：05# -7.2M层207通风控制室的CB560-CB567、CB550~CB559、CB570、CP5501等控制盘柜、部分变送器及其相应二次表。对风控室里的控制盘柜采用整体替换的方式，即用分布式的计算机系统（PLC或DCS均可）、1E级的继电器柜及1E级操作盘来替换原通风微机及其它控制盘柜。对于这些要更换的设备采取以下的原则进行变更：
原在风控室的手操开关：1E级部分集中在一个控制盘上，移到副控制室，非1E级部
分由改造后的通风微机来实现，即在远程终端上通过鼠标来操作相应设备；
原在風控室显示的模拟量：全部接入改造后的通风微机系统（1E级部分先送到1E级
处理设备，然后再转送通风微机）；
原在风控室指示的风机和阀门状态：反馈触点全部接入改造后的通风微机（电气控
制回路可能需要适当修改，比如去掉原风控室指示灯、增加扩展继电器等），通过远程终端进行监视；
原风控室CB559实现的风机跳闸报警：非核级风机，由微机通过远程监视终端来实
现；核级风机（P3-2A/B）改到副控室的控制盘上。
非1E级联锁调节功能：由改造后的通风微机来实现；
1E级联锁逻辑：用1E级继电器柜来实现；
1E级自动调节功能：用川仪的1E级KMM单回路调节器来实现，原在主控室操作的阀
门的调节器仍装在主控室，原在风控室操作的阀门的调节器安装在副控室的控制盘上.（详细清单见附件一）
P5-1/3/5/6/7等风机的控制：本变更只将控制回路和相应变送器改为1E级，电气控
制回路在风机变更时再考虑。
1E级变送器：如需要保留1E级自动调节功能，则参与控制的变送器要更换为1E级
变送器。
35台DBC系列差压或流量变送器 ，更换为1151系列变送器，其中有12台变送器的
二次表在主控室或就地控制盤，这些二次表也要做相应更改。
改造完毕后，风控室将成为设备室（如图4、5所示），不再需要操作人员值班，原有的操作监视功能移到副控室。
3.2.1核安全相关的子系统尽量遵循原设计，但部分或者全部调节阀取消自动控制功能，原为核级或者目前还不是核级但最终安全分析报告或最终安全评审认为应该为核级的设备的控制均采用1E级设备，以为核岛通风系统完全满足核安全法规之要求打下基础。为减小本次变更的复杂性，应该为核级设备的电气控制回路本次变更暂不更改，待主设备变换时再进行更改。
3.2.2对非核安全相关子系统，根据现场设备实际情况及运行要求对原设计做部分修改简化（详见附表一），相关的控制监视功能由新的微机系统来实现。
为了尽可能减少操作人员的工作量，新的微机系统要实现以下功能：
工艺参数的监视报警、趋势显示、历史数据查询等功能；
流程图功能；
设备自动运行功能；（尽量提高设备的自动化程度）
设备运行状况监视功能；（比如风机跳闸报警、阀门动作时间过长报警等）
为了尽可能减少检修人员设备维护方面的工作量，新的微机系统除选用稳定可靠的
设备外，还要具有以下功能：
设备自诊断及状态显示功能；
CP5502柜保持不变。（该柜实现的是05生产排水泵的手动控制，这些泵有自动
和手动控制，运行认为该柜留在风控室，可由巡检人员进行可能的操作。）
FB051（火灾报警柜）由专门的变更负责，本变更不考虑。
其它的主控室风控仪表、就地仪表及电气回路尽量保持不变。
原通风微机供电来自2＃（A通道）及4＃UPS（B通道），容量为10A，原通风控
制盘的供电分别来自LP5122（A通道）、LP5325（B通道）、LP5331（C通道），容量为50A，改造后，仍用这几路电源，可增加一供电屏，根据实际设备的通道及功耗进行分配，初步的方案是1E级继电器柜使用来自UPS的重要仪表电源，新的微机系统功耗较大，使用来自安全段的LP5122及LP5325两路电源，需要供电的调节阀则根据相应通道供电。
外部信号接口（与电气控制回路及一次仪表）：原风道调节阀反馈的0-10mA，需
要串联1K电阻转换成0-10V标准信号；差压和流量变送器反馈换成1151系列后输入信号改为4~20mA；冷冻水调节阀和个别风道调节阀换型后控制输出和反馈信号均改为4~20mA；其它输入输出信号接口保持不变；
3.3改造后的优越性
通过调研并结合国产化要求，通风控制室DCS改造项目选择采用国产1E级控制机柜加国产非1E级DCS系统的方案，提高核电厂通风控制系统的安全裕度和自动化程度。
通风控制系统1E级部分采用可靠性更高的核级继电器、KMM控制器等代替原来的一位微处理机（如图1所示）对事故后通风机组进行控制。改造后，1E级控制设备集中布置在1E级控制盘（如图2所示）上；控制设备和盘柜的分布如下：
(1)、辅控室布置2个1E级机柜，分别是：
机柜CB260，用于控制P3-2A；
机柜CB261，用于控制P3-2B；
(2)、通风控制室布置2个1E级机柜，分别是：
机柜CB560，控制的系统包括P1-1/A/B/C/D，P2-1A/B，P3-1A/B，K5-2A；
机柜CB561，控制的系统包括P2-1C/D，P2-2A/B/C/D，K5-2B。
3.3.1通过改造解决的主要技术问题:
通道隔离问题：A、B通道电缆重新布置，真正实现了通道隔离的功能；
B通道联锁试验：核级信号联锁启动事故风机，真正实现通道联锁功能；
新加入调节性能：对原有的P2-1、P3-2系统的调节阀加入自动控制功能；
图1、改造前通风系统一位微处理机
图2、改造后通风系统1E级盘柜
改造项目的非1E级部分，选用了DCS控制系统即WebField ECS-100控制系统。DCS控制系统是本次改造的核心设备，承担了所有非核级通风设备的手动操作、联锁保护、参数监视和自动调节任务。
通风控制系统DCS配置2个操作员站，1个工程师站，2个控制站和一套过程控制网络组成，总共包含4个控制柜，1个电源分配柜，6个外配柜。2个操作站在辅助控制室，而工程师站和机柜均在通风控制室电子间，两者相距约300米，采用光纤连接，实现了在辅助控制室监控通风系统的目的。
3.3.2改造项目主要在以下几个方面进行了优化：
将通风各设备按照A、B、C三个通道进行归类和划分，以增强系统的安全可靠性，方便维护；
控制系统的主控卡、数据转发卡、通讯网络、交流供电、控制卡件等采用了双重冗余措施；
2个操作站（如图6所示）作为远程操作站通过光纤挂接于DCS冗余的过程控制网上，增强了系统抗干扰性；
通过ECS-100 DCS系统自带的FW248通讯站与核电站计算机系统进行通讯（通讯协议为MODBUS-RTU），上传通风控制系统相关参数；
DCS系统根据原来运行操作习惯，在监控中设置了禁操和缺陷功能提供运行人员使用；
系统具有设备日志管理功能，软件能够对设备启动、停止事件进行记录，并能够记录设备运行时间，且软件记录可手动修正。
图3、通风控制室改造以前总体照片
图4、通风系统DCS改造后照片
图5、通风系统DCS改造后照片
图6、通风系统DCS改造后操作员站
4.0结论
系统改造完成后，各设备工作正常，成功实现了改造的两个目的：提高设备可靠性和将通风控制室与辅助控制室合并。改造后的系统无论在技术创新、效益及应用前景方面都有很大的亮点。
4.1与国内外同类技术比较及创新点
通过调研了解到，秦山二核通风系统的1E级部分采用继电器与SPEC200进行控制，非核级部分采用和利时公司的DCS；连云港核电站通风系统的核级部分采用SPEC200系统，非核级部分采用西门子PLC控制；中国试验快堆核岛厂房通风控制系统采用GE PLC控制。恰希玛核电站通风系统采用重庆川仪的1E级和非1E级KMM系统控制。可见，国内核领域有关通风系统，主要采用了进口1E级设备。本项目安全级和非安全级系统分别采用国产1E设备和DCS系统，国产化率高。采用KMM控制器和DCS较原设计有冗余、容错、低功耗、便于监控等特点，抗干扰能力强，提高了系统的可靠性和安全性。
综上，本项目与国内外同类技术相比，其创新点为：
通过对核电厂通风系统事故后设备的控制系统进行改进，提升核电机组的安全稳定运行水平；
直观形象的流程图界面，友好的人机操作接口，直观的报警单元和图表打印等功能，极大方便了操作人员对通风系统的运行管理，降低劳动强度，提高了工作效率。
4.2效益分析（经济效益、社会效益）
通风控制室DCS数字化改造项目由于采用自主设计、制造，通过招投标方式合理选择安装承包商，整个项目从设计、制造到现场安装总计费用约240万元人民币，大幅度的为公司节约了设备改造成本。
通风控制室改造完成后，原有模拟仪表已经全部取消，节省了种类繁多的备品备件费用和维护费用。同时，由于数字化后，自动化程度提高，利用计算机对设备进行远程监控，大大降低了运行值班人员的劳动强度，使得通风控制室和辅助控制室顺利合并，精简了运行值班人员，为公司节约了人力成本。
4.3项目的意义及应用前景
通过对通风控制室改造，恢复了整个核岛厂房通风系统的自动控制和联锁保护功能，提高了核岛厂房和辅助厂房通风系统可维修性、可操作性及对设备进行远程监控。改造完成后，实现了事故风机的控制由1E级设备来完成，大大提高了可靠性，从而使公众环境安全有了更充分的保障。
该项目是由国内自主设计、生产制造，技术水平达到了国内先进水平，其相关技术在其他核电站得到应用，具有很好的推广前景。
通风控制室改造后，采用先进的数字化技术改造原通风控制室模拟控制系统，提高了系统可靠性，实现了通道隔离，完善了连锁保护功能，满足了现行核安全法规和标准的要求。后续工作将继续对通风就地仪表和执行器进行有计划分步骤改造，以全面提升整个通风系统的自动控制水平。
[参考文献]
[1] GB/T 8566-88 计算机软件开发规范.
[2] GB/T 9813-2000 微型计算机通用规范 .
[3] EJ/T 1065-98 核电厂仪表和控制设备的接地和屏蔽设计准则 .
[4] EJ/T 759.1-2-2000 核电厂控制室控制器和屏幕显示的应用.
[关键词]通风集散控制系统（以下简称DCS）改造
中图分类号：TD72 文献标识码：A
1.0概述
通风控制系统改造源于2005年6月，项目组启动对整个通风控制室进行改造项目的前期工作。通过调研，编制了采用安全级继电器屏和手操盘加上非安全级DCS系统的半数字化改造方案，并于2005年11月通过公司技术委员会评审通过，项目正式立项。通风控制室涉及的系统多，接口复杂，为了不影响电站的运行，在项目管理上制定了周密的计划和相应的现场措施即改造分两步实施，第一步，在2006年公司第九次换料大修期间完成安全级继电器柜和手操盘部分的改造工作；第二部，在2007年公司第十次换料期间完成非安全级DCS系统部分的改造工作。
通风控制室原为传统的模拟控制室（如图3所示）, 采用大量的模拟指示表、操作开关、指示灯和报警光子牌，对整个核岛厂房通风系统进行控制和监视。另外，控制室还安装了通风微机，用于对整个核岛厂房通风系统的自动控制和联锁保护逻辑。
通风控制室自电厂并网运行至今近二十年，各种设备寿命即将到期，部分设备的老化不仅产生了昂贵的维护费用，也已经影响到了核电厂的安全生产。比如原通风微机是北京椿树电子仪表厂80年代的产品，由于其设备自身及相关系统设备的原因，从调试阶段起，诸多功能未能达到原设计要求，自电厂投运以来，大部分设备只能采用手动操作，无法实现空调系统的自动调节功能。通风微机的变更改造工作从1997年开始规划。
为提高管理效率、降低成本、保证安全，对陈旧设备和系统进行更新改造，将模拟仪表逐步改造为数字化DCS系统，提高自动化程度是大势所趋。通风控制室改造DCS项目就是诞生在这一背景下的改造项目。
2.0系统现状与存在的问题
通风控制室包括通风微机(CB560-CB565及CB567)与CB550~CB559、CB566、CB570、CP5501、CP5502等控制盘柜,与主控制室里的通风仪表一起实现对整个核岛通风系统的控制和监视功能。
通风微机(CB560-CB565及CB567)负责核岛通风系统所有的自动联锁及调节功能。该系统是北京椿树电子仪表厂80年代的计算机产品，但由于其设备自身及相关系统设备的原因，从微机调试阶段起，诸多功能不能达到原设计要求。十几年来，大部分设备、阀门的启闭均为手动操作，无法实现空调工况的自动调节及自动转换，仅K5-2、P2-1、P3-2系统的联锁控制由该系统来实现。通风微机已于1997年做了报费处理（报废单号：97-0036）。但因为K5-2、P2-1、P3-2系统的联锁控制还需要该来系统完成，故系统一直处于投运状态，但运行情况很不稳定，目前已经影响到了月度试验的正常进行，急需进行改造。
CB550~CB559、CB566、CB570、CP5501等控制盘柜负责除了在主控室控制外的其它通风设备的操作与监视功能，这些控制盘设备陈旧，二次表多为指针式，指示精度不好，故障率又高，备品备件也缺乏，部分已坏的二次表已换成了无纸记录仪。
现场DBC系列流量和差压变送器，使用胶皮引压管，故障率较高，测量精度也较差。已故障的变送器都已更换为上自仪一厂的1151系列变送器。(详细清单见附表一)
FT4801等四只流量变送器和TE17001等17只温度变送器参与了核级调节阀（或即将变更为核级的调节阀）的自动控制，但这些变送器本身不是1E级。（详细清单见附表二）
目前的通风微机控制着核级设备，但该系统不是1E级。
P3-2系统为核级，但其控制设备安装在风控室CB555-2和CB556上，这些控制盘及其上设备均为非1E级。
P5-1/3/5/6/7等风机根据最终安全评审，应该为核三级，但实际设备为非核级，相应的控制设备（包括电气控制回路、控制室操作开关、温度控制设备以及相应的温度变送器）也为非1E级。
3.0 系统改造实施工作
系统的改造在经过项目组前期的规划、设计、论证、产品调研后进入了现场实施阶段。现分别从项目改造的必要性、改造的范围和目标、系统改造后的优越性方面进行详细的分析。
3.1改造的必要性
K5-2、P2-1和P3-2为核三级，根据核安全法规，其控制设备应该为1E级，目
前的通风微机达不到此要求，而且作为已报废系统仍在运行，不符合厂里的管理制度，必须立即对微机系统进行改造；P3-2的控制开关等设备安装在CB555-2和CB556上，达不到1E级要求，需要进行改造。
04年2月9日“05#通风一位机的问题”C级状态报告“ZTBG04-02009”要求加
快改造通风微机改造进程；
运行部提出，希望改变目前风控室的操作监盘方式，风控室不再保留操作人员，
相关的操作监视由付副室值班人员来完成，要达到此要求，必须对风控室CB550~CB559、CB566、CB570、CP5501等控制盘柜进行改造。
DBC系列变送器除精度差、故障率高等缺点外，其反馈信号为0~10mA，微机更
换后，其模拟量输入卡可接收4~20mA、0~10V、1~5V等标准信号，所以需对DBC系列变送器进行变更。其中部分变送器的二次表在主控室和就地控制盘，这些二次表也需要做相应更改。
风控室里的CB550~CB559、CB566、CB570、CP5501等控制盘柜，由于采用了大
量的硬接线，接线复杂，维修较麻烦。计算机控制技术的发展，已经使得计算机控制系统的可靠性大大提高（MTBF号称50000小时以上），从而使得用计算机控制系统取代传统的手动操作监视盘成为可能。如采用这种可靠的计算机控制系统，不仅可减少设备的故障率，而且还可提高设备的可维修性和维修的便利性，从而减少设备维修方面的工作量。
3.2改造的范围和目标
改造的范围主要为：05# -7.2M层207通风控制室的CB560-CB567、CB550~CB559、CB570、CP5501等控制盘柜、部分变送器及其相应二次表。对风控室里的控制盘柜采用整体替换的方式，即用分布式的计算机系统（PLC或DCS均可）、1E级的继电器柜及1E级操作盘来替换原通风微机及其它控制盘柜。对于这些要更换的设备采取以下的原则进行变更：
原在风控室的手操开关：1E级部分集中在一个控制盘上，移到副控制室，非1E级部
分由改造后的通风微机来实现，即在远程终端上通过鼠标来操作相应设备；
原在風控室显示的模拟量：全部接入改造后的通风微机系统（1E级部分先送到1E级
处理设备，然后再转送通风微机）；
原在风控室指示的风机和阀门状态：反馈触点全部接入改造后的通风微机（电气控
制回路可能需要适当修改，比如去掉原风控室指示灯、增加扩展继电器等），通过远程终端进行监视；
原风控室CB559实现的风机跳闸报警：非核级风机，由微机通过远程监视终端来实
现；核级风机（P3-2A/B）改到副控室的控制盘上。
非1E级联锁调节功能：由改造后的通风微机来实现；
1E级联锁逻辑：用1E级继电器柜来实现；
1E级自动调节功能：用川仪的1E级KMM单回路调节器来实现，原在主控室操作的阀
门的调节器仍装在主控室，原在风控室操作的阀门的调节器安装在副控室的控制盘上.（详细清单见附件一）
P5-1/3/5/6/7等风机的控制：本变更只将控制回路和相应变送器改为1E级，电气控
制回路在风机变更时再考虑。
1E级变送器：如需要保留1E级自动调节功能，则参与控制的变送器要更换为1E级
变送器。
35台DBC系列差压或流量变送器 ，更换为1151系列变送器，其中有12台变送器的
二次表在主控室或就地控制盤，这些二次表也要做相应更改。
改造完毕后，风控室将成为设备室（如图4、5所示），不再需要操作人员值班，原有的操作监视功能移到副控室。
3.2.1核安全相关的子系统尽量遵循原设计，但部分或者全部调节阀取消自动控制功能，原为核级或者目前还不是核级但最终安全分析报告或最终安全评审认为应该为核级的设备的控制均采用1E级设备，以为核岛通风系统完全满足核安全法规之要求打下基础。为减小本次变更的复杂性，应该为核级设备的电气控制回路本次变更暂不更改，待主设备变换时再进行更改。
3.2.2对非核安全相关子系统，根据现场设备实际情况及运行要求对原设计做部分修改简化（详见附表一），相关的控制监视功能由新的微机系统来实现。
为了尽可能减少操作人员的工作量，新的微机系统要实现以下功能：
工艺参数的监视报警、趋势显示、历史数据查询等功能；
流程图功能；
设备自动运行功能；（尽量提高设备的自动化程度）
设备运行状况监视功能；（比如风机跳闸报警、阀门动作时间过长报警等）
为了尽可能减少检修人员设备维护方面的工作量，新的微机系统除选用稳定可靠的
设备外，还要具有以下功能：
设备自诊断及状态显示功能；
CP5502柜保持不变。（该柜实现的是05生产排水泵的手动控制，这些泵有自动
和手动控制，运行认为该柜留在风控室，可由巡检人员进行可能的操作。）
FB051（火灾报警柜）由专门的变更负责，本变更不考虑。
其它的主控室风控仪表、就地仪表及电气回路尽量保持不变。
原通风微机供电来自2＃（A通道）及4＃UPS（B通道），容量为10A，原通风控
制盘的供电分别来自LP5122（A通道）、LP5325（B通道）、LP5331（C通道），容量为50A，改造后，仍用这几路电源，可增加一供电屏，根据实际设备的通道及功耗进行分配，初步的方案是1E级继电器柜使用来自UPS的重要仪表电源，新的微机系统功耗较大，使用来自安全段的LP5122及LP5325两路电源，需要供电的调节阀则根据相应通道供电。
外部信号接口（与电气控制回路及一次仪表）：原风道调节阀反馈的0-10mA，需
要串联1K电阻转换成0-10V标准信号；差压和流量变送器反馈换成1151系列后输入信号改为4~20mA；冷冻水调节阀和个别风道调节阀换型后控制输出和反馈信号均改为4~20mA；其它输入输出信号接口保持不变；
3.3改造后的优越性
通过调研并结合国产化要求，通风控制室DCS改造项目选择采用国产1E级控制机柜加国产非1E级DCS系统的方案，提高核电厂通风控制系统的安全裕度和自动化程度。
通风控制系统1E级部分采用可靠性更高的核级继电器、KMM控制器等代替原来的一位微处理机（如图1所示）对事故后通风机组进行控制。改造后，1E级控制设备集中布置在1E级控制盘（如图2所示）上；控制设备和盘柜的分布如下：
(1)、辅控室布置2个1E级机柜，分别是：
机柜CB260，用于控制P3-2A；
机柜CB261，用于控制P3-2B；
(2)、通风控制室布置2个1E级机柜，分别是：
机柜CB560，控制的系统包括P1-1/A/B/C/D，P2-1A/B，P3-1A/B，K5-2A；
机柜CB561，控制的系统包括P2-1C/D，P2-2A/B/C/D，K5-2B。
3.3.1通过改造解决的主要技术问题:
通道隔离问题：A、B通道电缆重新布置，真正实现了通道隔离的功能；
B通道联锁试验：核级信号联锁启动事故风机，真正实现通道联锁功能；
新加入调节性能：对原有的P2-1、P3-2系统的调节阀加入自动控制功能；
图1、改造前通风系统一位微处理机
图2、改造后通风系统1E级盘柜
改造项目的非1E级部分，选用了DCS控制系统即WebField ECS-100控制系统。DCS控制系统是本次改造的核心设备，承担了所有非核级通风设备的手动操作、联锁保护、参数监视和自动调节任务。
通风控制系统DCS配置2个操作员站，1个工程师站，2个控制站和一套过程控制网络组成，总共包含4个控制柜，1个电源分配柜，6个外配柜。2个操作站在辅助控制室，而工程师站和机柜均在通风控制室电子间，两者相距约300米，采用光纤连接，实现了在辅助控制室监控通风系统的目的。
3.3.2改造项目主要在以下几个方面进行了优化：
将通风各设备按照A、B、C三个通道进行归类和划分，以增强系统的安全可靠性，方便维护；
控制系统的主控卡、数据转发卡、通讯网络、交流供电、控制卡件等采用了双重冗余措施；
2个操作站（如图6所示）作为远程操作站通过光纤挂接于DCS冗余的过程控制网上，增强了系统抗干扰性；
通过ECS-100 DCS系统自带的FW248通讯站与核电站计算机系统进行通讯（通讯协议为MODBUS-RTU），上传通风控制系统相关参数；
DCS系统根据原来运行操作习惯，在监控中设置了禁操和缺陷功能提供运行人员使用；
系统具有设备日志管理功能，软件能够对设备启动、停止事件进行记录，并能够记录设备运行时间，且软件记录可手动修正。
图3、通风控制室改造以前总体照片
图4、通风系统DCS改造后照片
图5、通风系统DCS改造后照片
图6、通风系统DCS改造后操作员站
4.0结论
系统改造完成后，各设备工作正常，成功实现了改造的两个目的：提高设备可靠性和将通风控制室与辅助控制室合并。改造后的系统无论在技术创新、效益及应用前景方面都有很大的亮点。
4.1与国内外同类技术比较及创新点
通过调研了解到，秦山二核通风系统的1E级部分采用继电器与SPEC200进行控制，非核级部分采用和利时公司的DCS；连云港核电站通风系统的核级部分采用SPEC200系统，非核级部分采用西门子PLC控制；中国试验快堆核岛厂房通风控制系统采用GE PLC控制。恰希玛核电站通风系统采用重庆川仪的1E级和非1E级KMM系统控制。可见，国内核领域有关通风系统，主要采用了进口1E级设备。本项目安全级和非安全级系统分别采用国产1E设备和DCS系统，国产化率高。采用KMM控制器和DCS较原设计有冗余、容错、低功耗、便于监控等特点，抗干扰能力强，提高了系统的可靠性和安全性。
综上，本项目与国内外同类技术相比，其创新点为：
通过对核电厂通风系统事故后设备的控制系统进行改进，提升核电机组的安全稳定运行水平；
直观形象的流程图界面，友好的人机操作接口，直观的报警单元和图表打印等功能，极大方便了操作人员对通风系统的运行管理，降低劳动强度，提高了工作效率。
4.2效益分析（经济效益、社会效益）
通风控制室DCS数字化改造项目由于采用自主设计、制造，通过招投标方式合理选择安装承包商，整个项目从设计、制造到现场安装总计费用约240万元人民币，大幅度的为公司节约了设备改造成本。
通风控制室改造完成后，原有模拟仪表已经全部取消，节省了种类繁多的备品备件费用和维护费用。同时，由于数字化后，自动化程度提高，利用计算机对设备进行远程监控，大大降低了运行值班人员的劳动强度，使得通风控制室和辅助控制室顺利合并，精简了运行值班人员，为公司节约了人力成本。
4.3项目的意义及应用前景
通过对通风控制室改造，恢复了整个核岛厂房通风系统的自动控制和联锁保护功能，提高了核岛厂房和辅助厂房通风系统可维修性、可操作性及对设备进行远程监控。改造完成后，实现了事故风机的控制由1E级设备来完成，大大提高了可靠性，从而使公众环境安全有了更充分的保障。
该项目是由国内自主设计、生产制造，技术水平达到了国内先进水平，其相关技术在其他核电站得到应用，具有很好的推广前景。
通风控制室改造后，采用先进的数字化技术改造原通风控制室模拟控制系统，提高了系统可靠性，实现了通道隔离，完善了连锁保护功能，满足了现行核安全法规和标准的要求。后续工作将继续对通风就地仪表和执行器进行有计划分步骤改造，以全面提升整个通风系统的自动控制水平。
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