VX80在AP1000核電廠模擬機的應用

王建玲，楊詩旺

（山東核電有限公司，山東 煙臺265116）

AP1000核電廠全范圍模擬機Update3升級是承包商提供的最重要的一次升級，包括軟件和硬件升級，本文只介紹硬件升級。硬件設(shè)備的升級改造主要是升級了KVM系統(tǒng)，其中VX80是最重要的新增設(shè)備。本文首先介紹了VX80設(shè)備，隨后詳細描述了KVM系統(tǒng)升級后網(wǎng)絡(luò)接線、數(shù)據(jù)傳輸和控制功能，最后總結(jié)了VX80所帶來的優(yōu)點。

1 VX80介紹

（1）VX光纖矩陣路由模塊：VX光纖矩陣路由模塊有VX40、VX80、VX160、VX320和VX640，AP1000模擬機所用的是 VX80，它是80（input）×80（output）交換矩陣。

（2）控制卡件：有2個熱插拔控制卡，將路由與外部的Windows CPU連接，該串口也支持與其他系統(tǒng)相接口。

（3）I／O卡件：VX路由架構(gòu)有16個I／O 卡槽使用同樣的卡件，允許最少1個I／O卡件。熱插拔I／O卡件可提供在線擴展功能，每個I／O卡5個端口，每個端口有1個Transmit（T）和1個Receive（R）光纖插孔，卡件有電時LED燈亮。

（4）VX80還配置了2個電源模塊和3個風扇模塊，同樣具有熱插拔和冗余功能。

VX80路由模塊上任何一個輸入端口都可以與其他輸出端口相連，即可以在任意輸出端口讀取任意輸入信號，真正地實現(xiàn)了KVM系統(tǒng)通過一套鍵盤、鼠標、顯示器設(shè)備控制所有主機的理念。

2 升級后的KVM網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸

2.1 升級后的KVM網(wǎng)絡(luò)

升級后的KVM網(wǎng)絡(luò)，通過1個KVM網(wǎng)絡(luò)交換機將下列設(shè)備連接在同一網(wǎng)絡(luò)：

（1）2臺VX80，其中VX80A用于鼠標和鍵盤信號切換，VX80B用于視頻信號切換；

（2）1臺KVM控制服務(wù)器，是KVM控制功能的服務(wù)器端；

（3）3個Touchscreen，相當于KVM 控制服務(wù)器的客戶端，用于控制鼠標鍵盤信號和視頻信號的源、終端；

（4）教控臺及2個高級操縱員站的主機與KVM網(wǎng)絡(luò)交換機有接口。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸方式

AP1000全范圍模擬機按照廠房功能劃分，主要包括主控室、遠程停堆站、教控室、主機房和維護中心。模擬機數(shù)據(jù)傳輸，是將主機房內(nèi)服務(wù)器上的鼠標、鍵盤和視頻信號，傳輸至主控室內(nèi)的操縱員站和大屏幕、遠程停堆站的操縱員站、教控室的教控臺和維護中心的維護工作站。信號傳輸主要有四種類型：

（1）有發(fā)送端和顯示終端的工作站數(shù)據(jù)傳輸

主控室內(nèi)操縱員站、高級操縱員站和會議桌工作站，以及教控室內(nèi)教控臺和Ovation控制臺，共計11個工作站。工作站主機的DVI和USB信號經(jīng)KVM發(fā)送器轉(zhuǎn)換成光纖信號，由光纖（K1／K2傳輸?shù)氖髽随I盤數(shù)據(jù)，L1／L3傳輸?shù)囊曨l信號）傳輸至VX80，再由KVM接收器轉(zhuǎn)換成DVI信號傳輸至相應的終端。具體數(shù)據(jù)傳輸線路如圖1所示。

（2）大屏幕工作站數(shù)據(jù)傳輸

14個大屏幕工作站主機的DVI和USB信號經(jīng)KVM發(fā)送器轉(zhuǎn)換成光纖信號傳輸至VX80。另一路，KVM發(fā)送器的視頻輸出信號，經(jīng)DVI擴展發(fā)送器傳輸至DVI擴展接收器，從而傳輸至大屏幕顯示終端。具體數(shù)據(jù)傳輸線路如圖2所示。

圖1 有發(fā)送端和顯示終端的工作站數(shù)據(jù)傳輸

圖2 大屏幕工作站數(shù)據(jù)傳輸

（3）有發(fā)送端、無固定顯示終端的工作站數(shù)據(jù)傳輸

模擬機的模型計算機、域控制服務(wù)器、報警顯示服務(wù)器、電子化規(guī)程服務(wù)器、Simstation服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)等服務(wù)器，無固定顯示終端。服務(wù)器的DVI和USB信號經(jīng)KVM發(fā)送器轉(zhuǎn)換成光纖信號傳輸至VX80。具體數(shù)據(jù)傳輸線路如圖3所示。

圖3 有發(fā)送端、無固定顯示終端的工作站數(shù)據(jù)傳輸

（4）無發(fā)送端、有顯示終端的工作站數(shù)據(jù)傳輸

由于操縱員培訓和考試主要在主控室內(nèi)開展，遠程停堆站較少使用，遠程停堆站的操縱員站的信號是接收的經(jīng)由VX80傳輸過來的主控室操縱員工作站的信號。與之相同，教控室的監(jiān)控顯示器，也屬于此類數(shù)據(jù)傳輸方式。具體數(shù)據(jù)傳輸線路如圖4所示。

圖4 無發(fā)送端、有顯示終端的工作站數(shù)據(jù)傳輸

3 KVM控制功能

3.1 主控室和教控臺監(jiān)控功能

由于模擬機主控室中操縱員站的監(jiān)控功能必須與主控室相一致，因此操縱員站對14塊大屏的控制功能、高級操縱員站對3個操縱員工作站控制畫面的監(jiān)視功能。教控臺對所有操縱員、高級操縱員和大屏幕工作站畫面的監(jiān)視功能，仍保持不變。

3.2 Touchscreen控制功能

在KVM控制服務(wù)器中，配置了維護中心內(nèi)3個Touchscreen的控制功能。作為KVM控制服務(wù)器的客戶端，Touchscreen常用的控制功能主要包括：

（1）Take：此功能用于實現(xiàn)目的顯示終端控制源工作站的功能，源顯示終端將無信號，為一對一選擇。如把教控臺設(shè)置為源，維護中心Admin1設(shè)置為目的終端，點擊Take后，教控臺顯示器將無信號黑屏，Admin1將具有對教控臺的控制功能。

（2）Share：此功能實現(xiàn)源工作站被目的終端控制，而源工作站具有顯示功能。如把教控臺設(shè)置為源，維護中心Admin1設(shè)置為目的終端，點擊Share后，Admin1將具有對教控臺的控制功能，教控臺只能對Admin1的操縱進行監(jiān)視。

（3）View：此功能用于實現(xiàn)在任意目的終端監(jiān)視任意源工作站功能，屬于一對多選擇。如教控臺為源，維護中心Admin1為目的終端，點擊View后，教控臺顯示器仍具有控制教控臺主機的功能，Admin1只能對教控臺進行監(jiān)視；同時，仍允許其他顯示終端View教控臺。上文中提到的遠程停堆站的操縱員站和教控室的監(jiān)控顯示器，便是由View功能實現(xiàn)的。

（4）Set power on－connections：用于初始設(shè)置傳輸信號的源和目的控制顯示終端。當主控室內(nèi)或教控室內(nèi)顯示終端的控制和顯示混亂時，點擊此按鈕可以恢復至初始設(shè)置。

另外，教控臺及高級操縱員站主機與KVM網(wǎng)絡(luò)交換機有接口，因此它們也可以作為KVM控制服務(wù)器的客戶端，通過IE登錄KVM控制網(wǎng)址來實現(xiàn)Touchscreen上述控制功能。

4 升級后KVM系統(tǒng)的優(yōu)點

（1）硬件設(shè)備種類和數(shù)量大大減少。減少了原KVM系統(tǒng)中分頻器、KVM 切換器、DVI切換器、KVM8250等類共計約45個設(shè)備。

（2）機柜布置更加優(yōu)化。由于KVM設(shè)備種類的減少，當前機柜內(nèi)設(shè)備主要有服務(wù)器主機、KVM發(fā)送器、交換機3類設(shè)備，以及兩臺VX80。機柜布置清晰簡單，下部為服務(wù)器、中部為與之對應的KVM發(fā)送器、上部交換機，最后一個機柜為VX80A／B。

（3）數(shù)據(jù)傳輸線路得到簡化。升級前，KVM控制功能的實現(xiàn)是由各類硬件設(shè)備來實現(xiàn)的，導致數(shù)據(jù)傳輸線路比較復雜。而升級后KVM控制功能的實現(xiàn)，借助于VX80設(shè)備，通過軟件配置來實現(xiàn)，從而簡化了信號傳輸線路。

（4）硬件網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。VX80設(shè)備配件的熱插拔和冗余設(shè)計，KVM控制系統(tǒng)設(shè)備的減少和線路的簡化，降低了硬件設(shè)備故障率，從而硬件網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

（5）模擬機維護更方便。升級后，通過Touchscreen可Take任意一個工作站，即任意一個維護工作站可實現(xiàn)對所有工作站的維護工作；也可在教控臺和高級操縱員站，登錄KVM服務(wù)器控制網(wǎng)址維護其他服務(wù)器工作站。升級前，維護中心有3組維護工作站，每組維護站只能維護固定的部分服務(wù)器，操縱員站和教控臺的維護需要到對應工作站實施。

（6）硬件故障處理更容易。模擬機硬件出現(xiàn)異常和故障時，利用Touchscreen在任意非故障工作站Take故障工作站服務(wù)器，根據(jù)顯示現(xiàn)象從而初步判斷故障發(fā)生在VX80前或后；而簡化后的信號傳輸線路，也更易于鎖定故障設(shè)備或線路，從而及時處理故障。

（7）Touchscreen View功能便于示范教學。由于多臺顯示終端可以View同一源工作站，借助此功能，維護人員可進行維護技能示范教學，模擬機教員也可對操縱員或者其他教員進行示范操作授課。

4 結(jié)束語

VX80設(shè)備雖然存在著造價高等缺點無法得到廣泛應用，但由于其無可比擬的優(yōu)勢，為AP1000核電廠全范圍模擬機帶來了諸多控制功能和優(yōu)點。VX光纖矩陣路由器值得在核電廠和航空等重要領(lǐng)域控制室推廣，用戶可以根據(jù)實際需求選擇適合的路由模塊。