★北京廣利核系統工程有限公司張偉

關(guān)鍵詞：核電站；OWP；顯示器；安裝方式

核電站主控室是對核電站進(jìn)行監督、控制和操縱的場(chǎng)所。OWP（OperatorWorkplace）是核電站主控室操縱員工作站，包括核島操縱員工作站（NIOWP）、常規島操縱員工作站（CI-OWP）、安工工作站（SE-OWP）和機組長(cháng)工作站（US-OWP）四部分，每部分OWP都安裝有5臺顯示器（NC-VDU）。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，顯示器經(jīng)歷了從單色到彩色，從模糊到清晰，從小到大，從笨重到輕便的不斷進(jìn)步。與之對應的顯示器的安裝方式也從傳統大體積的嵌入式安裝方式逐漸向簡(jiǎn)單靈活的支架式安裝方式轉變。隨著(zhù)操縱員操作經(jīng)驗的不斷豐富，對顯示器的安裝提出一些新的要求，因此OWP顯示器又出現了屏風(fēng)式安裝方式。

OWP顯示器的三種安裝方式——嵌入式安裝方式、支架式安裝方式及屏風(fēng)式安裝方式，在核電項目均有應用。下面結合具體核電項目，分別對OWP顯示器的三種安裝方式進(jìn)行研究，分析說(shuō)明其優(yōu)缺點(diǎn)，為后續項目及相關(guān)領(lǐng)域顯示器的安裝提供技術(shù)參考。

圖1 嵌入式安裝方式

圖2 支架式安裝方式

圖3 屏風(fēng)式安裝方式

1　嵌入式安裝方式

顯示器的嵌入式安裝方式如圖1所示，即將顯示器安裝于安裝罩之內，僅暴露顯示器的顯示區域。安裝罩后面設計維護蓋板，便于顯示器的安裝、拆卸及接線(xiàn)等維護操作。

1.1 方法研究

基于外觀(guān)要求，為保證盤(pán)臺整體外觀(guān)質(zhì)量，顯示器嵌入式安裝僅暴露其顯示區域。

基于人因要求，為避免顯示器安裝面板遮擋操縱員視線(xiàn)，顯示器安裝面板不宜過(guò)厚，且顯示器區域開(kāi)孔尺寸應根據操縱員視角確定具體尺寸。如圖4所示，有D'=D+2Δ，其中D'為顯示區域開(kāi)孔尺寸；D為顯示器顯示區域尺寸；Δ=t/tanθ。

圖4 顯示區域開(kāi)孔

基于抗震要求，顯示器安裝面板厚度不宜過(guò)小，一般不小于3mm。同時(shí)也不宜使用標準顯示器的標準安裝方法，而是采用定制的法蘭安裝方式的顯示器，如圖5所示。

基于維護要求，安裝罩后面需設計維護蓋板，且開(kāi)孔需滿(mǎn)足顯示器進(jìn)入要求。

圖5 定制顯示器示意

1.2 項目應用

公司A項目主控室OWP顯示器采用了嵌入式安裝方式?；谌艘蚬こ淘O計原則，顯示器的位置需滿(mǎn)足操縱員觀(guān)察視野要求，因此顯示器自身與水平桌面需呈一定角度，且整體布置呈弧形。如圖6所示為A項目US-OWP盤(pán)臺及顯示器布置情況。

圖6 A項目_US-OWP布置圖

較之前項目OWP盤(pán)臺顯示器安裝罩的“獨立布置”方式，A項目OWP盤(pán)臺顯示器安裝罩采用了“一體化布置”方式。5個(gè)NC-VDU安裝罩與辦公電腦安裝罩、通訊設備安裝罩及S-VDU安裝罩一體化設計，僅在盤(pán)臺拆分處進(jìn)行分割，整體外觀(guān)效果如圖7所示。

圖7 顯示器嵌入式安裝效果

1.3 優(yōu)缺點(diǎn)分析

顯示器嵌入式安裝的主要優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）外觀(guān)簡(jiǎn)潔整齊：顯示器完全安裝于安裝罩內，相關(guān)線(xiàn)纜均不外露，再配合一體化設計，使得盤(pán)臺整體外觀(guān)比較簡(jiǎn)潔整齊。

（2）加工簡(jiǎn)單容易：安裝罩為殼體結構，可使用傳統鈑金加工工藝制造，加工比較簡(jiǎn)單容易。

（3）顯示器布置靈活：安裝罩與盤(pán)臺桌面相對獨立，設計過(guò)程中可根據人因要求靈活調整顯示器布置。

顯示器嵌入式安裝的主要缺點(diǎn)在于：

（1）無(wú)法調整不易維護：顯示器的位置及角度均無(wú)法調整。一旦出現問(wèn)題（比如控制室燈光布置與顯示器角度沖突，使得顯示器屏幕反光；安裝罩局部受損等）只能重新加工安裝罩。

（2）安裝罩尺寸較大：顯示器需要從安裝罩后面維護窗口放入罩內，因此使得安裝罩尺寸較大。

2　支架式安裝方式

顯示器的支架式安裝方式如圖2所示，即將顯示器安裝到支架，再將支架安裝到盤(pán)臺。

2.1 方法研究

針對嵌入式安裝方式存在的主要缺點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了顯示器的支架式安裝方式。

基于易維護的要求，支架式安裝方式使各個(gè)顯示器相互獨立，可單獨維護。且可使用標準顯示器的標準安裝方法，無(wú)需定制顯示器。

基于顯示器可調整的要求，開(kāi)發(fā)了自由度可調節顯示器支架，保證顯示器前后、上下、左右及顯示角度在一定范圍內可調。

基于抗震要求，上述顯示器支架各自由度需可靠鎖緊，保證地震載荷下顯示器的安全。

2.2 項目應用

公司B項目主控室OWP顯示器采用了支架式安裝方式?；谌艘蚬こ淘O計原則，顯示器整體呈弧形布置。結合結構設計一致性及桌面鋪設大理石等要求，顯示器的弧形布置通過(guò)盤(pán)臺的弧形布置實(shí)現。如圖8所示為B項目US-OWP盤(pán)臺及顯示器布置情況。因為布置2臺ACP用NC-VDU，使得US-OWP盤(pán)臺規模更大。

圖8 B項目_US-OWP布置圖

如圖2所示，顯示器采用支架式安裝方式時(shí)其盤(pán)臺桌面設計為“階梯”型。前部凸起桌面鋪設大理石，后部凹陷桌面安裝顯示器支架，其整體效果如圖9所示。

圖9 顯示器支架式安裝效果

2.3 優(yōu)缺點(diǎn)分析

顯示器支架式安裝的主要優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）外觀(guān)輕盈時(shí)尚：一個(gè)支架安裝一個(gè)顯示器，顯示器之間相互獨立，較嵌入式安裝方式外觀(guān)輕盈；經(jīng)過(guò)外觀(guān)設計的顯示器支架配合一體化大理石桌面，使整體盤(pán)臺外觀(guān)頗具時(shí)尚感。

（2）顯示器安裝簡(jiǎn)單：可通過(guò)顯示器背部標準孔將其安裝到顯示器支架。顯示器完全暴露在外，安裝、拆卸、接線(xiàn)簡(jiǎn)單容易。

（3）顯示器可調：配合可調節顯示器支架，可以實(shí)現顯示器前后、左右、上下及顯示器角度的調整。

顯示器支架式安裝的主要缺點(diǎn)在于：

（1）顯示器支架要求較高：顯示器支架需同時(shí)滿(mǎn)足外觀(guān)設計要求、顯示器位置及角度可調要求及核電站抗震要求，因此對設計、加工要求較高。

（2）無(wú)法隱藏線(xiàn)纜：因為顯示器完全暴露在外，所以其相關(guān)線(xiàn)纜無(wú)法隱藏。為保證盤(pán)臺整體外觀(guān)整齊，對顯示器布線(xiàn)要求較高。

3　屏風(fēng)式安裝方式

顯示器的屏風(fēng)式安裝方式如圖3所示，即將顯示器安裝到顯示器支架，然后將顯示器支架再安裝到屏風(fēng)。

3.1 方法研究

根據太平嶺1、2項目主控室盤(pán)臺mock up過(guò)程中操縱員提出的新要求，并針對嵌入式安裝方式與支架式安裝方式的優(yōu)缺點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了顯示器的屏風(fēng)式安裝方式。

操縱員的新要求有兩點(diǎn)：一是顯示器需密集安裝，即顯示器與顯示器之間盡量靠近；二是顯示器與顯示器之間的縫隙不能漏光。

屏風(fēng)作為顯示器支架的載體，同時(shí)可實(shí)現顯示器左右移動(dòng)，再配合顯示器支架自身可前后及角度調整，可實(shí)現顯示器的密集安裝。同時(shí)，屏風(fēng)可作為一道屏障，避免顯示器與顯示器之間的縫隙漏光。

屏風(fēng)與盤(pán)臺桌面相互獨立，可根據人因要求進(jìn)行弧形布置。

3.2 項目應用

公司C項目主控室OWP顯示器采用了屏風(fēng)式安裝方式?；谌艘蚬こ淘O計原則，結合結構設計一致性要求，盤(pán)臺及顯示器整體呈弧形布置。如圖10所示為C項目US-OWP盤(pán)臺及顯示器布置情況。因為布置3臺ACP用S-VDU，使得US-OWP盤(pán)臺規模更大。

圖10 C項目_US-OWP布置圖

圖11 顯示器屏風(fēng)式安裝效果

3.3  優(yōu)缺點(diǎn)分析

顯示器屏風(fēng)式安裝的主要優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）可實(shí)現顯示器密集安裝：顯示器的屏風(fēng)式安裝繼承了嵌入式安裝顯示器布置靈活和支架式安裝顯示器單獨可調節的優(yōu)點(diǎn)。顯示器支架配合屏風(fēng)可實(shí)現顯示器密集安裝要求。

（2）避免縫隙漏光：屏風(fēng)可作為屏障，遮擋顯示器之間縫隙，從而避免漏光，使操縱員在顯示器之間切換視線(xiàn)時(shí)更加舒服。

顯示器屏風(fēng)式安裝的主要缺點(diǎn)在于：

（1）結構比較復雜：一方面顯示器支架需同時(shí)滿(mǎn)足外觀(guān)設計要求、顯示器位置及角度可調要求及核電站抗震要求，其設計、加工要求較高；另一方面屏風(fēng)作為顯示器支架的主要載體，其主要承載作用，再兼顧外觀(guān)及維護要求，其設計和加工比較復雜。

（2）重量較大：顯示器支架與屏風(fēng)均需滿(mǎn)足抗震要求，對二者強度要求較高，因此結構用料較厚，重量較大。

4　結論

無(wú)論A項目OWP顯示器的嵌入式安裝，還是B項目OWP顯示器的支架式安裝，還是C項目OWP顯示器的屏風(fēng)安裝，均滿(mǎn)足核電站相關(guān)人因設計要求，而且通過(guò)抗震試驗驗證滿(mǎn)足各個(gè)核電站的抗震要求。

實(shí)際工程項目中，應該根據上游輸入及客戶(hù)要求確定顯示器安裝方式。顯示器的安裝方式應滿(mǎn)足相關(guān)人因標準要求。如坐姿操作的控制臺高度一般不應超過(guò)最矮操作員坐姿時(shí)的眼高（1140mm）；坐姿操作控制臺顯示器的高度在操作位置處應在操作員視野上限（水平視線(xiàn)以上75°）之內，其安裝方向應使視角不小于45°等。顯示器的安裝方式應滿(mǎn)足相關(guān)核電站的抗震要求。核電站以“安全第一”為根本原則，其相關(guān)結構產(chǎn)品一般都進(jìn)行保守設計，以確保其安全、可靠、穩定運行。顯示器的安裝方式在滿(mǎn)足上述標準要求時(shí)還需滿(mǎn)足客戶(hù)的相關(guān)要求，在實(shí)現產(chǎn)品必要功能的同時(shí)還要考慮其外觀(guān)、成本等因素，這樣才能設計出符合要求的結構產(chǎn)品。

作者簡(jiǎn)介：

張　偉（1979-），男，北京人，高級工程師，現就職于北京廣利核系統工程有限公司，研究方向為核電廠(chǎng)非安全級儀控系統設計。

參考文獻：

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[2] DL/T 575.2-1999, 控制中心人機工程設計導則 第2部分: 視野與視區劃分[S].

[3] 張偉, 王詩(shī)峰, 范輝先. 核電站五自由度抗震顯示器支架的設計[J]. 自動(dòng)化博覽, 2018, 35 (299) : 98 - 99.

摘自《自動(dòng)化博覽》2023年8月刊