基于MELTAC平臺技術的最小試驗裝置及其應用

★王群峰，王剛（中廣核工程有限公司，廣東 深圳 518124）

基于MELTAC平臺技術的最小試驗裝置及其應用

★王群峰，王剛（中廣核工程有限公司，廣東 深圳 518124）

MELTAC平臺技術在CPR1000核電廠安全級儀控系統中得到了應用，本文介紹一種基于MELTAC平臺技術的最小試驗裝置，該裝置設計有兩層機架，分別配置主控制器和輸入輸出模件，同時還可外接擴展機箱，具有結構簡單、功能齊全、應用便捷的特點，可用于輸入輸出模件功能測試、故障排查和復現以及平臺技術修改驗證等。

最小試驗裝置；主控制器；輸入輸出模件；功能測試；故障排查

1 前言

MELTAC平臺技術在CPR1000核電廠核級數字化控制系統（以下簡稱1E-DCS）得到了較為廣泛的應用，是用以完成反應堆緊急停堆、安全殼隔離、堆芯冷卻、余熱排除以及防止放射性物質向環境大量排放等核電廠安全功能的重要設備，其滿足安全系統單一故障、獨立性、多樣性、縱深防御以及可試驗性等法規和標準的要求[1]、[2]，具有功能龐大、架構復雜等特點。在實際機組建設和在役運行期間，為滿足備用模件的功能測試、系統故障排查和復現、設計修改驗證等需要，研制一套最小試驗裝置具有實際效用。

2 最小試驗裝置設計及其配置

本文最小試驗裝置基于MELTAC平臺技術進行搭建，設計有便攜終端設備、驅動控制機柜以及模擬現場設備的相關配套設備和工具。便攜終端設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、顯示和試驗功能于一體；驅動控制機柜采用簡化配置，設置主控制器機架和輸入輸出模件機架，用最小的單元模件實現驅動控制功能。試驗裝置的終端與機柜通過專用網線連接，試驗裝置的原理結構如圖1所示。

圖1 最小試驗裝置原理結構圖

2.1 最小試驗裝置的硬件設計及配置

為實現用最少的單元模件完成必需的驅動控制功能，需要對MELTAC平臺技術的各類單元模件進行分析，以選擇其中最具代表性的單元模件，搭建出最小試驗裝置，達到我們所期望的功能。如主控制器層模件多達18種[3]，而我們經過分析只需選擇其中5種即可完成最小試驗裝置所需功能，依次分析，最終確定出試驗裝置的最小硬件配置如表1所示。

表1 試驗裝置的最小硬件配置

基于上述代表性的單元模件，完成了主控制器機架的硬件配置，共計5塊單元模件，相比MELTAC平臺的通用配置方案減少了一半多數量的模件，配置結構如圖2所示。

圖2 主控制器機架硬件配置圖

輸入輸出模件機架硬件配置如圖3所示，一層機架最多可配置16塊輸入/輸出模件，可以根據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 輸入輸出模件機架硬件配置圖

2.2 最小試驗裝置的軟件設計

由于試驗裝置只配置了一臺PC便攜終端設備，其處理能力有限但要求承載的功能卻很全，因此相應的軟件配置也需基于簡化原則，原有的工具軟件過于龐大，適用性不強，為此專門設計了自動試驗工具軟件“AT function tool”，將操作、顯示和試驗功能集于一體，如圖4所示。通過在軟件界面進行設置和操作，便攜終端可向主控制器發送相關驅動或試驗指令，以及讀取相關試驗結果等。

圖4 自動試驗工具軟件

3 最小試驗裝置的應用

CPR1000某機組進行核級DCS輸入/輸出模件DPOJ-31接口試驗時，發現部分驅動電氣開關盤柜繼電器的輸入/輸出模件試驗結果異常，經過現場排查，確定模件到開關盤柜線纜以及開關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備匹配性存在問題，可能影響相關驅動功能的正確執行，進而影響安全功能實現。

由于在實際機組上進行功能性故障排查和復現需要做大量的隔離措施，影響設備運行并且安全風險高[4]，為此采用本文研制的最小試驗裝置開展離線調查和故障復現工作，可有效解決上述問題，工作流程如圖5所示。

圖5 最小試驗裝置離線調查和故障復現流程圖

為模擬現場環境，經過調查，試驗結果異常的輸入/輸出模件為DPOJ-31型，其輸出具有自檢功能；該

[1] 芶國楷, 黎國民, 王群峰. 核電站安全分級對DCS系統設計影響分析[J]. 核動力工程，2011, ( 10 ) : 23 - 28.

[2] 郭春. 寧德核電站與田灣核電站數字化保護系統設計分析[J]. 電力科學與工程，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平臺安全級DCS在線下裝技術研究[J]. 核動力工程, 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

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1003-0492(2017)03-0082-03

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