福清五號機組優選控制模塊AV42技術改造

張琳 張艷輝

摘要：針對福清核電站5號機組安全儀控系統優選控制模塊AV42在運行過程中主控制室后備盤BUP發送的安全命令（脈沖信號）總是出現AV42模塊故障報警，分析驗證BUP安全控制指令及AV42模塊機理，對AV42模塊控制回路進行了改造優化。改造后在控制回路加了一個RS觸發器，保持了BUP觸發的安全指令，消除了AV42產生的狀態報警，提高了安全儀控設備的可靠性。

關鍵詞：優選控制模塊AV42;RS觸發器;控制回路改造

中圖分類號：TP311.52文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）27-0222-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

福清核電站5&6號機組安全儀控系統采用的是Framatome公司的TELEPERM xs（Txs系統）數字化平臺，用以實現5&6號機組IE級相關系統地控制和保護，確保核反應堆控制、確保堆芯冷卻、防止和減少放射性物質的泄露。優選控制模塊AV42作為監測、優選執行器控制命令的安全級儀控模塊，對來自TXS的系統控制命令、SPPA-T2000系統（正常運行控制系統）的控制命令進行優先級判斷，然后輸出控制命令驅動現場設備，同時AV42接收來自現場設備的狀態反饋信號并傳送至操作與顯示系統（OM系統）上顯示[1]。

在福清5號機組AV42模塊現場調試階段，發現一些由BUP觸發的安全命令（脈沖短信號命令），不能驅動現場設備動作，同時引發AV42模塊前面板“Fault”報警的現象，影響5號機組的安全運行。本文圍繞消除BUP安全命令觸發“Fault”這一主要目標，對AV42產生的“Fault”報警進行試驗分析，設計出一種可以避免該報警的改造方案，BUP安全命令成功驅動現場設備動作，提高了TXS系統的可靠性。

1 AV42模塊簡介

AV42模塊作為5&6號機組儀控系統與現場設備的硬件接口，通過優選來自TXS系統、SPPA-T2000系統、應急控制室后備盤ECP及BUP的控制指令，以便事故工況下確保5&6號機組安全運行。單獨一塊AV42模塊可監測控制一個執行機構，或多塊AV42模塊組合控制一個執行機構。AV42模塊主要實現以下功能[2]，如表1所示：

1.1 AV42模塊優先級設置

AV42模塊主要包括：處理器Microprocessor、可編程控制電路PLD，Microprocessor通過網絡通信協議接收運行命令，并反饋設備信息到OM系統進行顯示;PLD則處理來自TXS系統、ECP/BUP硬接線命令，并對輸人命令進行優先級控制后輸出。Microprocessor所接收的SPPA-T2000運行命令以SPPA-T2000及PLD所處理的TXS相關命令優先級順序如表2所示：

在設計上，AV42模塊可實現TXS系統控制功能與SPPA-T2000系統控制功能的隔離，使TXS系統控制功能不受SPPA-T2000系統故障的影響。同時AV42模塊的優選控制邏輯是固化在PLD中，SPPA-T2000系統的任何修改都不影響優選控制邏輯。

2 AV42模塊狀態故障分析

福清5號機組自調試AV42模塊優選功能以來，當觸發由BUP安全命令時，AV42往往會產生一個“Fault”故障報警。經分析發現，這些“Fault”報警多與BUP安全命令不能保持有關。

2.1 狀態故障分析

AV42模塊“Fault”故障報警多發生在BUP觸發的安全命令，以5RSI133VP閥門安全開啟為例：當BUP觸發安全“開”命令時，此時（1）閥門“關反饋”信號消失，“開”命令輔助指示燈點亮，“開”反饋輔助指示燈閃爍;（2）3秒鐘后“開”命令指示燈滅，“開反饋”輔助指示燈閃爍，AV42前面板“Fault”燈亮。

對上述AV42“Fault”報警進行分析，AV42模塊“開”命令指示燈點亮，“開”反饋指示燈閃爍是在閥門“關”反饋信號消失的同時產生，這說明該執行器正在開啟過程中，與AV42模塊本身設計是相符的。然該狀態持續幾秒鐘后觸發AV42模塊“Fault”報警，經我們分析原因主要有以下三種：

（1）“開”命令信號線接線松動或信號線絕緣降低：對SRSI133VP閥門信號線回路進行接線檢查和緊固、測量絕緣電阻，均達標，再次啟動5RSI133VP時依然觸發“Fault”報警，該原因被排除;

（2）開關限位信號回路供電：開關限位回路是由AV42模塊進行供電，同時采集限位開關的信號，當回路供電消失時開關限位信號也必然采集不到。該原因在檢查完回路供電之后也被排除;

（3）“開”命令信號時間太短，不足以驅動SRSI133VP閥門完全開啟：BUP安全命令是一個持續3s的脈沖信號（BUP按鈕設置），該信號直接傳送AV42模塊也為一個3s脈沖信號，如圖1所示。該原因可經試驗驗證。

依據輸入文件，可得知5RSI133VP閥門為帶“開/關”雙反饋信號的電動閥門，該類型執行器的控制策略為：觸發安全“開”命令，輸出“開”命令，當閥門到達“開限位”時，“開”反饋信號復位“開”命令，閥門成功開啟。

而BUP安全命令為3s脈沖信號，AV42“開”命令輸出也為3s脈沖信號，BUP“開”命令信號消失，AV42“開”命令也必然消失。然而5RSI133VP閥門未能3s時間內到達“開”限位位置，因此3s后“開”命令指示燈滅，“開”反饋輔助指示燈閃爍，AV42前面板“Fault”燈亮。

2.2 改造方案

為了保證BUP安全命令成功驅動5RSI133VP閥門動作，可在安全命令進入AV42模塊前加入一個RS觸發器模塊（S1端為置位優先），如圖2所示，BUP安全命令信號成為持續信號，AV42安全命令輸出也為持續信號。這樣SRSI133VP閥門可成功實現“開”反饋去復位“開”命令，5RSI133VP閥門成功啟動。可待AV42仿真工具試驗后，5RSI133VP閥門成功開啟，但AV42依然會產生一“Fault”報警。

經AV42仿真工具查看可得知，該“Fault”報警為BUP安全命令為持續信號導致，需在控制回路中加入邏輯去復位BUP的安全命令。因此，可在RS觸發器加入“開，關”反饋信號，去復位“開/關”命令。改造后執行器控制回路如圖3所示：

3 結論

改造后的控制回路，BUP安全“開”命令可成功驅動SRSI133VP閥門開啟，同時AV42模塊無任何故障產生，說明本次AV42控制回路的改造方式是可靠的解決辦法。

參考文獻：

[1]中國核動力研究設計院.TXS系統手冊[R].2011.

[2]核電廠優選控制模件AV42抗電磁干擾技術改造.2015.

【通聯編輯：梁書】

作者簡介：張琳（1984-），女，河北衡水人，碩士，研究方向：核電站1E級DCS軟件V&V;張艷輝（1985-），女，云南玉溪人，碩士，研究方向：核電站1E級系統設計。