安全級儀控系統(tǒng)機(jī)柜狀態(tài)監(jiān)測報警設(shè)計

俞 赟 許東芳 朱 攀

（中國核動力研究設(shè)計院核反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041）

1 功能描述

報警系統(tǒng)應(yīng)探測到機(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)報警信號處理后產(chǎn)生報警，用于報警顯示處理和報警顯示。報警應(yīng)提供給操縱員足夠的警示信息，以判斷存在安全風(fēng)險或事故、電廠擾動、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

提供電廠的機(jī)柜狀態(tài)報警和支持信息應(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)行所需的報警。

報警以監(jiān)測下述功能為基礎(chǔ)，應(yīng)提供足夠的信號：

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。

報警信號應(yīng)包括機(jī)柜狀態(tài)和機(jī)柜相關(guān)狀態(tài)指示信號，機(jī)柜狀態(tài)監(jiān)測至少包括以下幾部分的報警：

（1）機(jī)柜處理器報警

在每個處理器面板上都設(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）門打開

在每個序列機(jī)柜的前面和后面設(shè)置接觸器開關(guān)，提供輸出指示一個機(jī)柜門是否打開。每個前后機(jī)柜打開狀態(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 測量溫度超過設(shè)定值時就產(chǎn)生一個機(jī)柜溫度高狀態(tài)信號。

（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，以此提供信號輸出到處理站來指示供電裝置的故障信息。

（5）斷路器打開

在機(jī)柜中設(shè)置單個電源斷路器的輸出串聯(lián)連接來提供一個信號輸入給處理站來指示在機(jī)柜中一個斷路器的打開狀態(tài)。單個電源斷路器的輸出串聯(lián)連接來提供一個信號輸入給處理站來指示在機(jī)柜中一個斷路器的打開狀態(tài)。

（6）機(jī)柜風(fēng)扇故障

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

4 報警處理

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

機(jī)柜的故障探測由平臺自診斷功能來完成，機(jī)柜故障報警狀態(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)柜開門報警。

“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)一個故障產(chǎn)生后，指示和下載報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警

在BUP 上指示

通過機(jī)柜燈來指示（設(shè)備的正常指示）

在CPU 卡件前面板上指示

而對于機(jī)柜門開狀態(tài)和風(fēng)扇、溫度高狀態(tài)都由自診斷來監(jiān)視。報警信號從對應(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警

在BUP 上指示

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

圖1

除了機(jī)柜門開狀態(tài)報警外，其他所有機(jī)柜相關(guān)的報警一旦發(fā)生，機(jī)柜的前門設(shè)置的報警指示燈將點(diǎn)亮以此方便操縱員能快速查找到存在問題的機(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)柜門開關(guān)狀態(tài)。

對于機(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)柜報警監(jiān)測攸關(guān)于整個安全級DCS 系統(tǒng)的安全性和有效性，因此對于機(jī)柜報警監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計以及發(fā)現(xiàn)報警后的處理措施需要重點(diǎn)關(guān)注，提出了對于機(jī)柜報警設(shè)計的最低要求。