電站計算機系統軟件平臺的優化及改進

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秦二廠1/2號機組是我國自主設計、自主建造、自主管理和自主運營的首座2×65萬千瓦商用壓水堆核電站，分別于2002年4月和2004年5月投入商業運行。電站計算機系統是核電廠的大腦中樞，操作員的眼睛，其性能與核電廠安全、穩定運行緊密相關，目前秦二廠1/2號機組使用的是由北京和利時系統工程股份有限公司于1999年開發的HS2000CAS系統。

1系統簡介

電廠過程計算機系統由集中數據處理（KIT）和安全顯示盤（KPS）兩部分組成，簡稱為KIT/KPS系統——集中數據處理及安全顯示盤系統，為操縱員提供數據采集信息與狀態、協助運行、電站運行數據或事故數據處理、反應堆監督、安全顯示盤等功能。KIT/KPS系統由工程師站、操作員站、現場控制站、打印控制站、通信控制站、系統服務器、管理網絡、系統網絡和控制網絡等組成，包括工程師站專用組態軟件，操作員站、現場控制站、打印控制站、通信控制站。

2軟件平臺的應用與改進

秦二廠1/2號機組電站計算機系統在運行期間，在軟件平臺上的故障率遠高于硬件的故障率，因此維護人員與廠家技術人員通過長期的分析和測試，成功解決了以下軟件平臺的問題。

2.1歷史庫任務模塊的升級

故障現象：在KIT系統中可以顯示工藝系統各點的歷史及實時趨勢，并將其作為文件的方式保存下來，在長期運行過程中維護人員發現在跟蹤或歷史方式下，綜合趨勢曲線最新數據下掉到“0”（無效）。分析與評估：歷史庫初始化時，開辟了兩塊內存空間，每塊內存空間能保存10分鐘的歷史數據。歷史庫任務中的數據收集線程在定時器的觸發下，按數據庫點定義的收集周期，讀取實時數據庫中的實時值，根據收集時間計算出收集位置后，將該實時值寫入對應的位置，一個內存空間例如0號空間數據收集滿后，該塊內存數據被存儲到磁盤文件，同時將另一塊內存中即1號空間數據全部初始化為0，將數據收集到1#空間，如此循環。如服務器負荷偶然增加或Windows高精度定時器調度的原因，引起某拍定時器觸發時間不當，計算出該拍數據對應的內存位置超前或滯后，例如本應該收集在i的位置，但收集在了i+1或i-1的位置，則位置i被空出，其值為0，在操作員站顯示該數據的時候，就出現了歷史方式下曲線下掉為0。解決方案：升級服務器歷史庫任務NewHDBServer.exe增加“向前補拍”補丁，即，如果計算出的收集位置為i，則將i+1以及i+2的位置也寫入位置i的值，這樣，可以防止偶然的錯過收集位置，還可以進一步防止跟蹤方式下曲線下掉。

2.2主備服務器系統信息數據不一致

KIT系統的服務器就采用冗余熱備的配置，在系統運行中發現，兩臺服務器的部分數據不一致，包括日志信息不一致、報警信息不一致、表格信息不一致、操作人員自定義變量組、趨勢組不一致。分析與評估：系統軟件設計：當有一臺服務器在運行，另外一個服務器在冷啟動、熱啟動的啟動方式下，后啟動服務器未將將日志、表格和自定義變量組、趨勢組與主服務器對齊，啟動時未對齊為不一致發生的最主要原因。運行過程中根據現場控制站和操作員站發生的事件和操作，產生各自的事件以及相應的修改。因此，系統服務器重新啟動必然引起雙服務器上的數據不一致，運行過程也可能產生不一致。解決方案：消除此不一致的方法如下：對以上所列數據，有針對性地增加“啟動對齊”和“周期對齊”處理過程。在啟動時，后啟動服務器主動向主服務器請求相關數據，做初始對齊。通過此修改可從很大程度上解決不一致問題。運行過程中，從服務器周期向主服務器請求相關數據，做周期對齊，對齊時間要求大于半小時。改進后實現了雙服務器各項信息的一致性，保證了系統運行的可靠性與準確性。

2.3服務器啟動和切換擾動日志的過濾

KIT系統服務器在進行切換或熱啟動時，設備故障日志中出現很多設備故障和故障恢復信息，影響到部分重要設備動作信息的監視。分析和評估：服務器停運時，服務器節點，作為系統的主要節點和系統的主要數據發出方和接收方。從ArcNet環形網絡中斷開，導致網絡的重構，有些現場控制站節點需要幾次才能重構成功，如果某一個現場控制站重構時間過長，在新的網絡節點表建好之前，現場站發往服務器節點的數據還會被嘗試發送?；蛘咧苯訉е滦酒闹袛鄟G失，這都會導致數據緩沖區中的數據不斷增大，致使某一現場控制站的數據包不能及時發到服務器上，更差的情況是當通訊程序判斷到數據緩沖區的數據量滿了之后，會重新啟動ArcNet程序。當現場站單網出現上述情況時，主服務器會監測到網線故障，當現場站的雙網都出現上述情況，會出現站故障和網線故障信息。解決方案：升級服務器結點診斷任務，將設備故障周期適當加長，濾掉啟動的擾動。加長診斷周期后，能過濾掉部分故障/故障恢復事件，在故障期間現場控制站本身工作正常，不會重新啟動；設備故障事件延遲；以上擾動只發生在服務器停止運行時。該程序濾掉了由于服務器擾動而產生的日志信息，同時不會濾掉真正設備故障的信息，確保了日志信息的可靠性。

3結語

依靠系統工程師有效的改進和不斷地發現，及時糾正軟件平臺的錯誤，保證系統的安全穩定，使得KIT/KPS系統的功能更加完善，穩定，可靠性不斷提高。KIT/KPS系統自安裝調試至今，已穩定可靠運行10年多時間，作為核電站監控層的中心，保證系統穩定、高效運行、減少停堆時間、提高管理水平等諸多方面發揮著巨大作用，為今后實現國產核電站數字化儀控系統打下了堅實的基礎。

參考文獻

[1]顏昌輝.秦山二期KIT/KPS系統與一體化信息管理與自動控制討論[Z].中國核科技報告,2000.

[2]核工業第二研究設計院.KIT/KPS系統手冊[Z].2015.

作者:關悅 周煥 張進松 張瑞華 單位:中核核電運行管理有限公司