中国核工业第五建设有限公司 上海市 201512
摘要：本文对DCS通道试验进行分析，并在福清核电1-4#机组的基础上，对福清核电的通道试验的应用与方法进行了总结。对相应的调试方法、卡件类型做了详细的介绍与说明，同时把福清核电现场调试过程中对通道试验以及卡件测试的常见问题与案列结合分系统试验做了详细的分析，并且提出了处理办法。
关键词：DCS，通道试验
1．概述
福清核电工程1-4#机组全厂数字化仪控系统（DCS），采用上海FOXBORO公司的I/A Series产品，接受来自核岛、常规岛和辅助厂房的现场工艺信号转化成数字信号，存储在主控制器内通过人机界面显示给操作人员，实现监视现场数据，遥控现场设备等功能，DCS基本概念
1.1 DCS（Distributed Control System）概述
分布式控制系统，也称集散控制系统，是利用计算机技术对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种控制技术。
利用当前的计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通讯网络技术、CRT 技术、图形显示技术及人机接口技术，对生产过程进行集中监测、操作、管理，同时分散了控制、分散了风险。即危险分散、数据集中。
1.2 DCS卡件分类
福清核电项目DCS控制系统有两大部分组成，一是基于IA平台的非安全级DCS系统，一是基于tricon平台的安全级系统。此文只论述基于非安全级IA平台的通道试验。在通道试验中，按照IO传输类型，通道试验可以分为有两大类，模拟量通道试验和数字量通道。
1.2.1 数字量卡件
DI数字量输入卡件：项目中用到的DI卡件一共有三种，FBM207，FBM207b，FBM207c，FBM207为两线制外电压供电，其他两种均为DCS卡件供电。DCS侧常用的DI卡件为FBM207c，该卡件提供48V DC电压，外接干节点或者继电器触点，可以接各种开关型仪表如SP、ST等，或者是执行机构的开关反馈或者限位反馈。
DO数字量输出卡件：数字量输出卡为FBM240及FBM242，两种卡件对应TA内均有继电器，都需电压驱动才能正常工作。对于一般性的控制回路，两种卡件在实际应用中并没有太大的差别，只不过FBM240的TA卡件上带有较大容量的继电器，使其可以负载较大功率的设备，对于较小功率设备，两者可互换。两者的第二点不同之处在于FBM240卡件自身带有电压监视回路，可以监视回路电压，使回路安全性更高。
1.2.2 模拟量卡件
AI模拟量输入卡件：在现场使用的AI卡件种类较多，大致可以分为4-20mA类型卡件（FBM201），热电偶类型卡件（FBM202），热电阻类型卡件（FBM203）。
AO模拟量输出卡件：AO卡用的较少，常用的只有FBM208，FBM204等，FBM208主要是用于冗余的4-20mA输出，较多的用在气动阀的控制输出上，FBM208必须是冗余的使用，在FBM底板上有冗余头连接到TA接线端子上。对应接线端TA卡件有三个接线端子，共有两种接线方式。依据接线方式，208卡件也分两种供电方式。
（1）DCS供电：DCS供电的情况下，接线为B和C端，FBM供24V DC，输出4-20mA，在正确连接现场设备的情况下，回路中应可测量到该电流。多数情况下，该卡件的输出为气动阀电气转换器EP的输入，通过改变输入电流的大小来控制进气压力。
（2）USER供电：该种供电情况下，端接A和B端子，其中B端为正端。在福清项目中，此种接线方式的信号全部是从1E隔离柜送往DAS柜（KCP417AR、KCP419AR）的传感器信号（MD、MY、MN、MP），由1E设备供电。FBM204和FBM208同样是4AI/4AO，唯一的不同是FBM204为非冗余结构，可以单个的应用。由于接线和FBM208类似，这里就不再详细说明。
1.2.3 脉冲卡件
FBM206卡件在福清每个机组中共2块，8个信号（全部为DCS供电），为主变和厂变有功功率、无功功率的计数值，该卡件TA接线端也有3个（A、B、C），同样分为DCS供电（即FBM供电）和现场设备供电（USER供电），在DCS供电的情况下为三线制连接。
2．DCS通道试验
2.1检测通道试验的试验方法
在检测信号回路一次仪表处输入模拟信号，观察、记录远方相应二次仪表指示情况，并判断是否满足设计要求。
（1）模拟热电偶信号通道。试验时，拆卸热电偶接线端子上补偿导线，将毫伏信号发生器接入线路，模拟热电偶输出信号进行校验。
（2）模拟热电阻信号通道。试验时，拆卸热电阻接线端子上接线，将标准电阻箱或电阻信号发生器接入线路，模拟热电阻输出信号进行校验。
（3）模拟变送器信号通道。试验时，拆卸变送器接线端子上接线，将电流信号或电流信号发生器接入线路，模拟变送器输出信号进行校验。
（4）以上信号模拟均按照测量范围的0%、50%、100%比例值进行给定，观察工程师站显示及输出值。
2.1.1 试验结果判定
误差的计算：在检测系统的信号发生端输入相应的模拟信号，从信号输出端测取数据，计算系统误差是否满足设计或规范要求。其计算公式为：
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公式1：检测通道误差计算公式
在DCS机柜出厂验收试验中，0～10mA、4～20mA、0～5V、1～5V、0～10V等模拟量通道的允许误差为±0.2%，但FBM203和FBM202卡件的误差略有不同。FBM203卡件的最小误差为±0.40℃，FBM202卡件E型的最小误差为±0.50℃，K型的最小误差为±0.65℃。
温度范围为-200℃-850℃，信号发生器的精确度是0.25，所以，对于PT100而言，其温度允许误差是：±0.47℃；对于E型热电偶而言，其温度允许误差是：±0.55℃；对于K型热电偶而言，其温度允许误差是：±0.69℃。回路调试检验点不得少于三点，且在仪表量程范围内均匀选取。
2.2调节通道试验的试验方法
（1）带电气转化器或定位器的气动调节阀。
通过控制器或操作器给执行机构传递AO控制指令，检查就地执行机构接受信号或检查动作方向和位置是否正确。
通过信号发生器模拟AI阀位反馈信号，记录机柜侧信号接受值或观察DCS显示值，并记录于试验表格中。
通过现场调整限位开关动作模拟阀门输出DI信号，测量机柜相应端子上通、断情况或检查DCS阀位指示变化情况。
（2）带电磁阀的气动调节阀
在DCS操作台上或信号处理机柜对应通道端子上模拟DO指令，检查就地执行机构电磁阀得失电情况。
对于控制指令AO、阀位反馈AI、阀位反馈DI信号同带电气转化器会定位器的气动调节阀方法进行。
（3）电动阀门、电机、泵控制通道试验方法参考上述进行。
（4）试验结果判定
调节通道试验都是由主控往就地设备发送控制指令，结合就地设备的反馈，判断通道试验是否合格。
2.3信号报警通道试验的试验方法
将报警机构的报警值调整到设计参数值，然后在信号输入端模拟开关量仪表（压力开关、温度开关、液位开关、限位开关等）接点通断动作情况，并观察控制盘上相应的报警系统的反映。通道试验完毕后，应对试验过程中拆除的电缆与临时短接线正确恢复。
总结
在核电厂中，通道试验在调试过程中占据很大的比重，同时，通道试验质量的好坏直接影响后续的分系统试验，因此，如何高效有序的开展DCS通道试验，是一项十分重要的工作。问题的出现是不可避免的，这就要求不断总结经验，尽量在调试过程中就解决相关故障，避免DCS故障对机组运行产生影响.