安全級(jí)儀控系統(tǒng)機(jī)柜狀態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)

俞 赟 許東芳 朱 攀

（中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院核反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041）

1 功能描述

報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)探測(cè)到機(jī)柜內(nèi)設(shè)備及機(jī)柜本體發(fā)生非預(yù)期變化并經(jīng)報(bào)警信號(hào)處理后產(chǎn)生報(bào)警，用于報(bào)警顯示處理和報(bào)警顯示。報(bào)警應(yīng)提供給操縱員足夠的警示信息，以判斷存在安全風(fēng)險(xiǎn)或事故、電廠擾動(dòng)、電廠及設(shè)備故障，以及其他突發(fā)事件。

2 相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)（表1）

表1

3 系統(tǒng)功能特性設(shè)計(jì)

提供電廠的機(jī)柜狀態(tài)報(bào)警和支持信息應(yīng)足夠充分，并包含適當(dāng)?shù)牟僮餍畔⒉M足技術(shù)上的一致性。報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)提供機(jī)柜保證安全和有效運(yùn)行所需的報(bào)警。

報(bào)警以監(jiān)測(cè)下述功能為基礎(chǔ)，應(yīng)提供足夠的信號(hào)：

a.重要安全功能的狀態(tài)；

b.可能的人身傷害；

c.安全功能設(shè)備的損壞或故障；

d.影響運(yùn)行目標(biāo)的電廠工況。

報(bào)警信號(hào)應(yīng)包括機(jī)柜狀態(tài)和機(jī)柜相關(guān)狀態(tài)指示信號(hào)，機(jī)柜狀態(tài)監(jiān)測(cè)至少包括以下幾部分的報(bào)警：

（1）機(jī)柜處理器報(bào)警

在每個(gè)處理器面板上都設(shè)置了指示燈，用以指示處理器故障，便于操作員查找。在機(jī)柜處理單元面板應(yīng)設(shè)置至少如下指示燈：

電源指示燈，顯示主控模塊供電狀態(tài)；

運(yùn)行指示燈，顯示主控模塊運(yùn)行狀態(tài)；

總線指示燈，顯示總線運(yùn)行狀態(tài)。

（2）門(mén)打開(kāi)

在每個(gè)序列機(jī)柜的前面和后面設(shè)置接觸器開(kāi)關(guān)，提供輸出指示一個(gè)機(jī)柜門(mén)是否打開(kāi)。每個(gè)前后機(jī)柜打開(kāi)狀態(tài)都在主控室顯示以及在就地機(jī)柜上設(shè)置指示燈。

（3）溫度高

當(dāng)在機(jī)柜內(nèi)設(shè)置的RTD 測(cè)量溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)就產(chǎn)生一個(gè)機(jī)柜溫度高狀態(tài)信號(hào)。

（4）電源故障

包括了AC 電源低電壓、CPU 電源關(guān)閉、電源模塊故障、保險(xiǎn)絲斷。

接觸器串聯(lián)連接在機(jī)柜電源回路中，以此提供信號(hào)輸出到處理站來(lái)指示供電裝置的故障信息。

（5）斷路器打開(kāi)

在機(jī)柜中設(shè)置單個(gè)電源斷路器的輸出串聯(lián)連接來(lái)提供一個(gè)信號(hào)輸入給處理站來(lái)指示在機(jī)柜中一個(gè)斷路器的打開(kāi)狀態(tài)。單個(gè)電源斷路器的輸出串聯(lián)連接來(lái)提供一個(gè)信號(hào)輸入給處理站來(lái)指示在機(jī)柜中一個(gè)斷路器的打開(kāi)狀態(tài)。

（6）機(jī)柜風(fēng)扇故障

提供報(bào)警顯示來(lái)指示機(jī)柜風(fēng)扇是否正常運(yùn)行，以便操縱員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并通知維護(hù)。

4 報(bào)警處理

顯示處理分為2 部分，一部分是在主控室顯示的報(bào)警信息，一部分是指就地機(jī)柜設(shè)備上顯示的信息。

機(jī)柜的故障探測(cè)由平臺(tái)自診斷功能來(lái)完成，機(jī)柜故障報(bào)警狀態(tài)一般分為“Failure”，“Alarm”，“I/O Warning”三種。

“Failure”指的機(jī)柜的任一子系統(tǒng)發(fā)生故障，包括總線、網(wǎng)絡(luò)、CPU、電源故障、其他故障（如機(jī)柜溫度高、風(fēng)扇故障等）。

“Alarm”指的是機(jī)柜開(kāi)門(mén)報(bào)警。

“I/O Warning”指的是機(jī)柜的任一子系統(tǒng)發(fā)生輸入/輸出故障。

當(dāng)一個(gè)故障產(chǎn)生后，指示和下載報(bào)警信息要遵從如下原則操作：

在KIC（NC-VDU）上下載和指示所有報(bào)警

在BUP 上指示

通過(guò)機(jī)柜燈來(lái)指示（設(shè)備的正常指示）

在CPU 卡件前面板上指示

而對(duì)于機(jī)柜門(mén)開(kāi)狀態(tài)和風(fēng)扇、溫度高狀態(tài)都由自診斷來(lái)監(jiān)視。報(bào)警信號(hào)從對(duì)應(yīng)的設(shè)備收集并且顯示遵從下列原則：

在KIC（NC-VDU）上下載和指示所有報(bào)警

在BUP 上指示

所有故障都在KIC 和BUP 上產(chǎn)生報(bào)警，但機(jī)柜處于仿真或者試驗(yàn)狀態(tài)下KIC 機(jī)柜將顯示另一個(gè)類(lèi)型報(bào)警，同一個(gè)保護(hù)組或者序列的KCS 機(jī)柜報(bào)警在BUP 上會(huì)顯示一個(gè)組合報(bào)警。組合方式如下圖所示：

圖1

除了機(jī)柜門(mén)開(kāi)狀態(tài)報(bào)警外，其他所有機(jī)柜相關(guān)的報(bào)警一旦發(fā)生，機(jī)柜的前門(mén)設(shè)置的報(bào)警指示燈將點(diǎn)亮以此方便操縱員能快速查找到存在問(wèn)題的機(jī)柜。在機(jī)柜外部同樣也設(shè)置狀態(tài)指示燈用于指示機(jī)柜門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

對(duì)于機(jī)柜內(nèi)部處理單元應(yīng)帶有LED 自診斷指示，可直接顯示電源、運(yùn)行/停止、故障碼等信息，也可以通過(guò)連接維護(hù)工具到CPU 上供維護(hù)人員查詢故障的詳細(xì)信息。

5 總結(jié)

機(jī)柜報(bào)警監(jiān)測(cè)攸關(guān)于整個(gè)安全級(jí)DCS 系統(tǒng)的安全性和有效性，因此對(duì)于機(jī)柜報(bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及發(fā)現(xiàn)報(bào)警后的處理措施需要重點(diǎn)關(guān)注，提出了對(duì)于機(jī)柜報(bào)警設(shè)計(jì)的最低要求。