核電廠計算機系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

張進松++關悅++周煥++張瑞華

摘 要

電站計算機系統(tǒng)被稱為和電廠的“眼睛”，對核電廠的參數(shù)進行在線監(jiān)測和報警處理，其系統(tǒng)自身的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷由為重要。本文結合秦山第二核電廠電站計算機系統(tǒng)的實際情況，敘述了其系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與故障自診斷，并提供一些針對性的意見。

【關鍵詞】電站計算機系統(tǒng) 狀態(tài)監(jiān)測 故障診斷

核電廠是用核能轉化為電能的新型電廠，其安全穩(wěn)定運行，關系到電力的正常輸送，為了能夠保證核電廠的正常工作運行，對核電廠參數(shù)進行監(jiān)測、對現(xiàn)場設備故障參數(shù)報警就必不可少，電站計算機系統(tǒng)由此而產(chǎn)生。

1 系統(tǒng)簡介

電站計算機系統(tǒng)由集中數(shù)據(jù)處理（KIT）和安全顯示盤（KPS）兩部分組成，簡稱為KIT/KPS，系統(tǒng)為操縱員提供數(shù)據(jù)采集信息與狀態(tài)、數(shù)據(jù)處理、關鍵設備點趨勢及報警、電站運行數(shù)據(jù)或事故數(shù)據(jù)、安全顯示盤等功能；同時向公司網(wǎng)絡提供包括發(fā)電量等經(jīng)濟指標數(shù)據(jù)及重要設備運行情況；另外在演習和事故應急情況下，向應急輔助決策系統(tǒng)提供重要系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)。

KIT/KPS系統(tǒng)硬件由服務器、工程師站、操作員站、現(xiàn)場控制站等組成；網(wǎng)絡有管理網(wǎng)絡、系統(tǒng)網(wǎng)絡和控制網(wǎng)絡三層；電源配置雙路不間斷冗余電源，保證一路電源失效時，系統(tǒng)不受影響。系統(tǒng)內包括硬件、網(wǎng)絡、電源等都能進行自我狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷報警。

2 系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

原秦山二廠1、2號機組KIT系統(tǒng)采用HS2000CAS系統(tǒng)，由于開發(fā)年限較早，設備較陳舊等因素導致該系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測和診斷功能較為單一，僅有設備狀態(tài)、網(wǎng)絡狀態(tài)和通道狀態(tài)的顯示，并且此三項功能都是通過設備狀態(tài)圖進行監(jiān)測，人員無法全方位的監(jiān)控數(shù)字化系統(tǒng)的運行狀態(tài)，存在一定的隱患。

改造后新系統(tǒng)采用MACSVI標準產(chǎn)品進行適應性修改，在原有系統(tǒng)基礎上增加了監(jiān)測設備的運行狀態(tài)包括負荷、溫度、運行狀態(tài)等，并以圖形或報警的方式供人員查詢，新系統(tǒng)監(jiān)測功能主要由系統(tǒng)設備故障、系統(tǒng)設備狀態(tài)圖、機柜狀態(tài)圖組成。

2.1 系統(tǒng)設備故障監(jiān)測

在系統(tǒng)內部自動生成了SYS系統(tǒng)，內部的各個點都是系統(tǒng)內監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)所需要的節(jié)點，通過這些節(jié)點實時監(jiān)測系統(tǒng)內個設備的運行狀態(tài)，超出設定值時，進設備故障日志中報警，提醒人員及時處理，如表1所示。

2.2 系統(tǒng)設備狀態(tài)圖

系統(tǒng)設備狀態(tài)圖，監(jiān)測服務器主從、網(wǎng)絡、運行狀態(tài)；操縱員站網(wǎng)絡、運行狀態(tài)；打印機運行狀態(tài)；通訊站、網(wǎng)關運行狀態(tài)；機柜網(wǎng)絡狀態(tài)，機柜內主控單元的主從，運行狀態(tài)，點擊機柜，進入IO設備圖，此圖中顯示模塊狀態(tài)，進入模塊，能顯示通道狀態(tài)。

故障點以紅色標識，主狀態(tài)和正常運行以綠色標示，從狀態(tài)和備用運行以黃色標示。對發(fā)生的故障以報警的形式提示運行維護人員，方便故障定位。

通過系統(tǒng)狀態(tài)圖，現(xiàn)場控制站可以監(jiān)測I/O模件級狀態(tài)，Profibus現(xiàn)場總線可以監(jiān)測到通道級狀態(tài)；主控模件診斷包括CPU與內存的周期自檢；I/O所有功能模件均為自帶CPU的智能卡件，每模件均可進行周期性自診斷，包括通道回讀比較、通道的正確性、有效性判斷等等。數(shù)據(jù)采集網(wǎng)可以診斷全部I/O模件及主控模件運行狀態(tài)，并將診斷結果上傳至系統(tǒng)服務器；電源模件具有診斷干接點輸出功能；系統(tǒng)中所有單元（端子模塊除外）均有狀態(tài)指示燈，包括運行燈、故障燈、網(wǎng)絡通信燈、冗余主從狀態(tài)（冗余配置的主控模件）等；

2.3 機柜狀態(tài)圖

機柜狀態(tài)監(jiān)視圖主要由機柜狀態(tài)監(jiān)視模塊（NM830）、機柜狀態(tài)監(jiān)視網(wǎng)絡（Modbus-RTU）、通訊站、服務器、操縱員站組成。模塊用于完成對機柜的電源、門限開關、風扇狀態(tài)等監(jiān)測

機柜狀態(tài)監(jiān)視模塊：用于采集機柜狀態(tài)信息，并將信息轉換成數(shù)字量通過通訊接口上傳；對采集機柜狀態(tài)信息進行邏輯判斷通過其板載的DO點亮機柜上的報警燈或傳送給其它系統(tǒng)。

機柜電源監(jiān)測：提供電母線電源故障監(jiān)測。通過配電柜內的機柜狀態(tài)監(jiān)視模塊監(jiān)視各電源狀態(tài)，送至操縱員站顯示、報警，并在機柜門上有狀態(tài)燈顯示?？刂普鞠到y(tǒng)及驅動電源監(jiān)測通過控制柜柜內的機柜狀態(tài)監(jiān)視模塊監(jiān)視各電源狀態(tài)，送至操縱員站顯示、報警，并在機柜門上有狀態(tài)燈顯示。

機柜內溫度監(jiān)測：通過機柜內部的熱點偶，感知機柜溫度，將測量信號傳遞到NM830，最終傳到設備狀態(tài)圖上顯示、報警。

機柜風扇監(jiān)測：提供機柜內部風扇狀態(tài)監(jiān)測，一旦有風扇不轉，會在機柜狀態(tài)圖顯示、報警。

機柜門限開關監(jiān)測：提供機柜門限開關狀態(tài)監(jiān)測，開機柜門，關機柜門都會在機柜狀態(tài)圖中顯示。

通過機柜狀態(tài)圖，可以監(jiān)測系統(tǒng)內部機柜的狀態(tài)，包括電源狀態(tài)、機柜內溫度、柜門狀態(tài)、風扇狀態(tài)等，并將匯總狀態(tài)送至機柜狀態(tài)圖報警。通過兩幅圖能夠直觀的將系統(tǒng)的各種狀態(tài)第一時間通知主控操作員，實現(xiàn)對系統(tǒng)狀態(tài)的全方位監(jiān)控，便于及時的對故障設備進行干預處理。

3 結束語

電站計算機系統(tǒng)自安裝調試至今，已經(jīng)有兩年了，系統(tǒng)通過自身的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，及時提醒人員對故障設備進行維修，大大縮短了自身故障缺陷時間，提高了穩(wěn)定運行時間，為核電廠安全穩(wěn)定運行保駕護航。

參考文獻

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

[2]核工業(yè)第二研究設計院[Z].KIT/KPS系統(tǒng)手冊.

作者單位

中核核電運行管理有限公司 浙江省海鹽縣 314300