基于MELTAC平臺(tái)技術(shù)的最小試驗(yàn)裝置及其應(yīng)用

★王群峰，王剛（中廣核工程有限公司，廣東 深圳 518124）

基于MELTAC平臺(tái)技術(shù)的最小試驗(yàn)裝置及其應(yīng)用

★王群峰，王剛（中廣核工程有限公司，廣東 深圳 518124）

MELTAC平臺(tái)技術(shù)在CPR1000核電廠安全級(jí)儀控系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，本文介紹一種基于MELTAC平臺(tái)技術(shù)的最小試驗(yàn)裝置，該裝置設(shè)計(jì)有兩層機(jī)架，分別配置主控制器和輸入輸出模件，同時(shí)還可外接擴(kuò)展機(jī)箱，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能齊全、應(yīng)用便捷的特點(diǎn)，可用于輸入輸出模件功能測(cè)試、故障排查和復(fù)現(xiàn)以及平臺(tái)技術(shù)修改驗(yàn)證等。

最小試驗(yàn)裝置；主控制器；輸入輸出模件；功能測(cè)試；故障排查

1 前言

MELTAC平臺(tái)技術(shù)在CPR1000核電廠核級(jí)數(shù)字化控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱1E-DCS）得到了較為廣泛的應(yīng)用，是用以完成反應(yīng)堆緊急停堆、安全殼隔離、堆芯冷卻、余熱排除以及防止放射性物質(zhì)向環(huán)境大量排放等核電廠安全功能的重要設(shè)備，其滿足安全系統(tǒng)單一故障、獨(dú)立性、多樣性、縱深防御以及可試驗(yàn)性等法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求[1]、[2]，具有功能龐大、架構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)。在實(shí)際機(jī)組建設(shè)和在役運(yùn)行期間，為滿足備用模件的功能測(cè)試、系統(tǒng)故障排查和復(fù)現(xiàn)、設(shè)計(jì)修改驗(yàn)證等需要，研制一套最小試驗(yàn)裝置具有實(shí)際效用。

2 最小試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)及其配置

本文最小試驗(yàn)裝置基于MELTAC平臺(tái)技術(shù)進(jìn)行搭建，設(shè)計(jì)有便攜終端設(shè)備、驅(qū)動(dòng)控制機(jī)柜以及模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的相關(guān)配套設(shè)備和工具。便攜終端設(shè)備采用一套筆記本電腦，安裝有專用的最小工程軟件，集操作、顯示和試驗(yàn)功能于一體；驅(qū)動(dòng)控制機(jī)柜采用簡(jiǎn)化配置，設(shè)置主控制器機(jī)架和輸入輸出模件機(jī)架，用最小的單元模件實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)控制功能。試驗(yàn)裝置的終端與機(jī)柜通過專用網(wǎng)線連接，試驗(yàn)裝置的原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 最小試驗(yàn)裝置原理結(jié)構(gòu)圖

2.1 最小試驗(yàn)裝置的硬件設(shè)計(jì)及配置

為實(shí)現(xiàn)用最少的單元模件完成必需的驅(qū)動(dòng)控制功能，需要對(duì)MELTAC平臺(tái)技術(shù)的各類單元模件進(jìn)行分析，以選擇其中最具代表性的單元模件，搭建出最小試驗(yàn)裝置，達(dá)到我們所期望的功能。如主控制器層模件多達(dá)18種[3]，而我們經(jīng)過分析只需選擇其中5種即可完成最小試驗(yàn)裝置所需功能，依次分析，最終確定出試驗(yàn)裝置的最小硬件配置如表1所示。

表1 試驗(yàn)裝置的最小硬件配置

基于上述代表性的單元模件，完成了主控制器機(jī)架的硬件配置，共計(jì)5塊單元模件，相比MELTAC平臺(tái)的通用配置方案減少了一半多數(shù)量的模件，配置結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 主控制器機(jī)架硬件配置圖

輸入輸出模件機(jī)架硬件配置如圖3所示，一層機(jī)架最多可配置16塊輸入/輸出模件，可以根據(jù)不同的需求配置不同的模件，一般配置4種類型的輸入/輸出模件即可表征出典型的輸入/輸出情形。

圖3 輸入輸出模件機(jī)架硬件配置圖

2.2 最小試驗(yàn)裝置的軟件設(shè)計(jì)

由于試驗(yàn)裝置只配置了一臺(tái)PC便攜終端設(shè)備，其處理能力有限但要求承載的功能卻很全，因此相應(yīng)的軟件配置也需基于簡(jiǎn)化原則，原有的工具軟件過于龐大，適用性不強(qiáng)，為此專門設(shè)計(jì)了自動(dòng)試驗(yàn)工具軟件“AT function tool”，將操作、顯示和試驗(yàn)功能集于一體，如圖4所示。通過在軟件界面進(jìn)行設(shè)置和操作，便攜終端可向主控制器發(fā)送相關(guān)驅(qū)動(dòng)或試驗(yàn)指令，以及讀取相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果等。

圖4 自動(dòng)試驗(yàn)工具軟件

3 最小試驗(yàn)裝置的應(yīng)用

CPR1000某機(jī)組進(jìn)行核級(jí)DCS輸入/輸出模件DPOJ-31接口試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分驅(qū)動(dòng)電氣開關(guān)盤柜繼電器的輸入/輸出模件試驗(yàn)結(jié)果異常，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)排查，確定模件到開關(guān)盤柜線纜以及開關(guān)盤柜繼電器線圈均不存在異常情況，初步懷疑模件本體或模件與就地設(shè)備匹配性存在問題，可能影響相關(guān)驅(qū)動(dòng)功能的正確執(zhí)行，進(jìn)而影響安全功能實(shí)現(xiàn)。

由于在實(shí)際機(jī)組上進(jìn)行功能性故障排查和復(fù)現(xiàn)需要做大量的隔離措施，影響設(shè)備運(yùn)行并且安全風(fēng)險(xiǎn)高[4]，為此采用本文研制的最小試驗(yàn)裝置開展離線調(diào)查和故障復(fù)現(xiàn)工作，可有效解決上述問題，工作流程如圖5所示。

圖5 最小試驗(yàn)裝置離線調(diào)查和故障復(fù)現(xiàn)流程圖

為模擬現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，經(jīng)過調(diào)查，試驗(yàn)結(jié)果異常的輸入/輸出模件為DPOJ-31型，其輸出具有自檢功能；該

[1] 芶國(guó)楷, 黎國(guó)民, 王群峰. 核電站安全分級(jí)對(duì)DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)影響分析[J]. 核動(dòng)力工程，2011, ( 10 ) : 23 - 28.

[2] 郭春. 寧德核電站與田灣核電站數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J]. 電力科學(xué)與工程，2010, ( 7 ) : 20 - 24.

[3] MELTAC-N plus R3 CPU Peripheral Module Description, JEJP-7092-6007, 2007, 8.

[4] 徐建飛, 羅昊, 陳通, 等. MELTAC平臺(tái)安全級(jí)DCS在線下裝技術(shù)研究[J]. 核動(dòng)力工程, 2013, ( 12 ) : 70 - 72.

Study and Application of Minimum Testing Device Based on MELTAC Technology

MELTAC technology was applied to the safety I&C system of CPR1000 nuclear power plant. In this article we make a study of a minimum testing device based on MELTAC technology. This device is designed with two layers of instrumentation racks, each of which is equipped with a main controller and input/ output modules. Moreover, this device can also be connected to extending racks, and has the peculiarity of simple structure, multiple functions and convenient applications. It can be applied to function testing of input/output modules, trouble shooting and fault reconstruction, and validation testing of design modification to the platform technology.

Minimum testing device; Main controller; Input/output modules; Function testing; Trouble shooting

B

1003-0492(2017)03-0082-03

TP273