基于TestPanel的ECP邏輯測試方法

靳永毅　馬剛

摘要：在核電廠中ECP盤作為一種手操作模式，可以保證在計算機系統(tǒng)完全故障不可用的情況下，啟動相應(yīng)的安全系統(tǒng)，因此其邏輯實現(xiàn)的正確與否對核電廠安全運行有著非常重要的作用。文章以福清核電廠1號機組1KCS119AR中的ECP邏輯為例，介紹了基于Test Panel的ECP邏輯測試過程。包括：測試目的、測試原理、測試方法等幾個方面。其中的重點內(nèi)容是測試原理中的邏輯分析以及Test Panel這種測試裝置的使用方法。通過了解邏輯分析方法，可以懂得測試用例的編寫方法，這樣有利于我們在測試中快速發(fā)現(xiàn)和解決異常，保證工作的質(zhì)量與效率；Test Panel這種測試裝置可以保證測試的準(zhǔn)確性并提高測試效率，具備很大的推廣價值

關(guān)鍵詞：Test Panel；緊急停堆盤；優(yōu)選模塊卡件；邏輯

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）07-0249-07

Abstract： The ECP （Emergency Control Panel） is used by the operator， and its controls shall be permanently visible， rapidly accessible and its direct manual actuation should be possible in every plant situation， so the correct relay logic of ECP is very important for nuclear power plant. This article takes 1KCS119AR relay logic of Fuqing Nuclear Power Plant Unit 1 as an example， introduces the relay logic test purpose， test theory and test method. The main task in this text is the logic analysis and the application of Test Panel through the logic analysis， we could master the test case creation as well as find and solve the anomalies rapidly， and the application of Test Panel could guarantee the test quality and productivity， it will be widely used in test area.

Key words： Test Panel； ECP； PLM； logic

1 前言

在核電廠中緊急停堆盤 （Emergency Control Panel， ECP）作為一種手操作模式，可以保證在DCS（Digital Control System）系統(tǒng)完全故障不可用的情況下，啟動相應(yīng)的安全系統(tǒng)，如反應(yīng)堆緊急停堆等等。因此ECP盤在核電廠的保護系統(tǒng)中具有及其重要的作用，如何才能對ECP的相關(guān)功能完成有效測試就變得尤為重要。本文論述了福清核電廠1號機組項目中所應(yīng)用的基于Test Panel的ECP邏輯測試方法與過程。

2 ECP相關(guān)功能概述

ECP的這種獨立的手操作模式要求ECP盤上的命令要由硬接線送至繼電器柜進行邏輯處理和信號分配，這些處理好的信號再送到優(yōu)選模塊卡件（Priority Logic Module，PLM）上進行優(yōu)先級的運算，最后將運算結(jié)果輸出給現(xiàn)場設(shè)備。

3 Test Panel概述

Test Panel實質(zhì)上是一種在工廠測試階段用來代替ECP盤的一種測試裝置。工廠測試階段ECP盤往往因為工期、技術(shù)修改等原因而無法使用。但是ECP邏輯的正確與否對核電廠儀控設(shè)備的工廠測試與現(xiàn)場調(diào)試是十分重要的。根據(jù)ECP盤的功能，可將這種手操作的相關(guān)按鈕、指示燈等集成到了一種測試裝置上，將這種測試裝置稱為Test Panel。在工廠測試階段用Test Panel來代替ECP的功能來完成ECP邏輯測試。因ECP只有手操作要求，其連接全部為硬接線，因此按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制作的Test Panel完全可以滿足測試要求，不會對其他設(shè)備產(chǎn)生影響。同時Test Panel還具備很強的擴展性，還可以應(yīng)用在其他的測試中，可以極大的提高工作效率。

通過分析ECP設(shè)備規(guī)格書，可知ECP上面有2種按鈕，一種為瞬時觸發(fā)按鈕、一種為可保持按鈕；同時也有兩種形式的開關(guān)，即帶有24VDC電源的開關(guān)和不帶有電源的開關(guān)，同時還有一些指示燈、復(fù)位按鈕等等。將相關(guān)的功能集成到Test Panel后，Test Panel的面板布置如圖1所示：

其中的主控室和遠程停堆站（MCR/RSS）開關(guān)是根據(jù)工作需要增加的操作模式選擇按鈕，實際工作中應(yīng)該是3取2邏輯，即對應(yīng)3個按鈕，但3取2邏輯不是測試內(nèi)容，因此使用了一個多觸點開關(guān)，即一個開關(guān)可以發(fā)出多個信號，來實現(xiàn)3取2邏輯。

如圖1所示：PB0-PB2是瞬時型按鈕、PB3-PB5是保持型按鈕、SW1-15是不帶有電源的開關(guān)、SW16-20是帶有電源的開關(guān)、LED1-LED5為指示燈、Selector1為操作模式選擇開關(guān)、RS1-RS5為復(fù)位按鈕。這些按鈕可以完全模擬ECP盤的操作，滿足測試需要。其接線示意圖如圖2所示：

圖2僅是示意圖，對于同一類型的按鈕或開關(guān)并未完全畫出。需要指出的是Test Panel作為一種為ECP邏輯而開發(fā)的測試工具，其作用不只限于ECP邏輯測試，還具備很強的通用性和擴展性，其通用性體現(xiàn)在Test Panel的輸入輸出功能可滿足多種卡件輸入輸出的測試需要，而且通過電纜連接，操作簡便。其擴展性體現(xiàn)在Test Panel的機架還可以擴展多種電源，并且預(yù)留了輸出端子，如圖2所示接線端子2的11-14端子，這樣就可以為現(xiàn)場的用電設(shè)備提供多個不同范圍的電壓。

4 PLM卡件概述

因為ECP邏輯測試的輸入為ECP盤，輸出為PLM卡件，即覆蓋邏輯運算的全部過程。所以對PLM卡件進行了解，可以更好的了解測試原理和方法。

PLM卡件是INVENSYS公司針對核電站需要所開發(fā)的一種卡件，它可以接受來自安全級，非安全級，ECP等多種指令。在運行其自身設(shè)置的優(yōu)選邏輯之后，將優(yōu)先級最高的命令傳遞給執(zhí)行器。PLM卡件由PLM卡和底板組成，PLM卡如圖3所示，

PLM卡的輸入為一個24VDC電壓，輸出為一個開關(guān)節(jié)點，圖4是一個PLM卡件典型應(yīng)用的示意圖。從中我們可以清晰的看出ECP盤、PLM卡件之間的相互關(guān)系，PLM的優(yōu)先級由1至4依次遞減，可見ECP盤輸入信號在IN2上，是優(yōu)先級較高的。

5 測試原理

如圖5所示：測試原理大致可分為三部分：即ECP盤發(fā)出命令；由PLM機柜完成繼電器邏輯；最后由PLM卡件完成優(yōu)選邏輯運算并輸出給執(zhí)行器。

首先由Test Panel上的按鈕來模擬ECP盤上的各種按鈕，諸如隔離A階段按鈕等。之后這些命令進入繼電器進行邏輯運算，其運算結(jié)果輸出到PLM卡件上進行優(yōu)選邏輯運算。PLM 卡件有四個輸入，ECP邏輯所對應(yīng)的是第二個輸入。這里需要說明PLM的優(yōu)選邏輯并不在本測試范圍內(nèi)。

6 測試方法

1）測試工具

測試工具主要有Test Panel和FLUKE289，其中FLUKE289主要用來測量電壓輸出及通斷信號等，如在接線檢查時使用。

2）測試方法

本文中所述的ECP邏輯測試方法示意在ECP盤上觸發(fā)安全殼隔離A階段的信號為例進行說明。通過跟蹤信號的流向，分析了1KCS119AR機柜中ETY001ZV這個設(shè)備的ECP邏輯信號輸入到信號輸出的全部邏輯運算過程。通過一步步的分析我們就懂得了測試方法；與此同時，通過對圖紙的解讀我們也可以掌握測試用例的編寫方法。在本文的敘述中，采用已經(jīng)寫好的測試用例以便更好的說明測試過程。

（1） 連接Test Panel與PLM機柜間的電纜

依據(jù)測試的原理，Test Panel具備ECP的相應(yīng)功能，根據(jù)其對應(yīng)關(guān)系，制作了Test Panel與PLM機柜間的接線表，如表1所示。根據(jù)表1柜間接線表，先來完成Test Panel與PLM機柜間的接線。

從表1中我們可以看到用Test Panel中的PB1按鈕來模擬ECP盤上的安全殼隔離A階段按鈕；RS1模擬ECP盤中的復(fù)位按鈕；LED1來模擬ECP上的RPA063LA2這個指示燈。

（2） 準(zhǔn)備好相關(guān)的圖紙：在測試中我們往往要參考很多圖紙，表2參考圖紙列表給出了相應(yīng)的參考圖紙。

在參考圖紙時一定要核對一下圖紙的版本是不是測試需要的版本，保證測試的有效性。

如圖6所示，在1KCS119AR中2頁圖紙中實際只用到了安全殼隔離A階段（C.I.A.）和反應(yīng)堆停堆（R.T）兩種信號，對于接線表中的安全注入手動控制（S.I.）等都沒有用到，故在實際接線中將S.I.信號等省略，這樣就可以節(jié)省接線及查線的時間，提高工作效率。

（3） 邏輯分析方法：本文通過1KCS119AR測試用例中的少許步驟來分析一下ECP邏輯。這樣做的目的是為了通過分析邏輯來搞清楚測試是如何進行的，各種圖紙間的關(guān)系及查找方法，測試結(jié)果是如何得到的等等。這對我們在測試中發(fā)現(xiàn)問題、排查問題、解決問題帶來的極大好處。表3中截取一段1KCS119AR的ECP邏輯測試用例，再結(jié)合圖7，1KCS119AR ECP Relay Logic示意圖進行分析。

如圖7所示，當(dāng)按下RPA062TO之后，即測試用例第1步，繼電器K2將得電吸合，之后繼電器K3也將得電吸合。K3的常開觸點5，9閉合，燈RPA063LA2點亮，即測試用例第2步。K3的觸點7，11將閉合7這一段將帶來+24VDC電壓。我們?nèi)ゲ檎?KCS119AR PLM Wiring Diagram的圖紙，我們很容易找到了繼電器K3。

K3的第7個接線端跳轉(zhuǎn)到圖紙第1022頁，接在TB6-1即TB6的第一個端子上。

通過TB6端子的接線圖可知另一端接到200BN-J14-2，即測試用例第3步。

此時如果接線正確，那么200BN-J14-2/3之間應(yīng)該存在+24VDC的電壓，這個+24VDC電壓可以滿足PLM卡件的輸入要求，有了輸入信號接下來就是要輸出信號了。繼續(xù)向下分析，我們要找到TB200BN接線圖如圖11所示。

由圖11所示 2A+/2A-所連接的設(shè)備正是1ETY001ZV，若PLM的到了正確的輸入，而且接線正確無誤的話，則2AP與2A+應(yīng)該導(dǎo)通，所以TB200BN 2A+/2A-之間應(yīng)該存在48VDC電壓，即測試用例第4步。

（4） 測試執(zhí)行：根據(jù)測試用例如表4.所示測試用例完成測試。

其測試結(jié)果的判斷標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在測試用例中給出，測試人員如實填寫測試結(jié)果，并判斷是否合格，在最后一欄中填寫測試人員的姓名和日記即可。對于測試異常的結(jié)果要分析其產(chǎn)生的原因并填寫異常報告，及時提交。

7 結(jié)論

本文敘述了Test Panel在ECP邏輯測試中的使用方法。在ECP邏輯測試中通過使用Test Panel這種測試裝置，我們完全覆蓋了ECP邏輯從輸入到輸出的各個環(huán)節(jié)，這樣既保證了ECP邏輯測試的完整性，又提高了測試效率，取得了良好的效果。同時由于Test Panel本身具有良好的擴展性，加之其在本測試中的應(yīng)用逐漸成熟，以及本文介紹的相關(guān)使用方法和思想，為今后大范圍推廣使用這種測試裝置和方法提供了參考。

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