Ovation系統調試階段常見硬件故障診斷分析

王志偉

摘 要：AP1000核電站控制系統采用Ovation控制系統，文章主要介紹了海陽核電1號機組在調試過程中常見的不同類型的硬件故障現象以及及一般的處理措施和注意事項。

關鍵詞：Ovation；調試；硬件；故障

1 概述

山東海陽核電一期工程建設兩臺單機1253MW的壓水堆核電機組，采用美國西屋公司研發的最新三代非能動壓水堆核電技術，其電站控制系統采用艾默生的Ovation系統。文章主要對1號機組在Ovation系統調試階段發生的硬件故障及處理措施進行總結。

2 Ovation系統特點

Ovation系統是集過程控制及企業管理信息技術為一體的融合了當今世界最先進的計算機與通訊技術于一身的典范。其采用了高速度、高可靠性、高開放性的通訊網絡，具有多任務、多數據采集的控制能力。Ovation系統利用當前最新的分布式、全局型的相關數據庫完成對系統的組態。全局分布式數據庫將功能分散到多個可并行運行的獨立站點，而非集中到一個中央處理器上，不因其他事件的干擾而影響系統性能。

3 常見硬件故障診斷分析

海陽核電1號機組Ovation系統共有92臺機柜，其中有4個機柜為雙DPU機柜。在機柜首次上電和調試運行階段，發生過不同類型的硬件故障，以下介紹了故障現象、原因分析和處理措施。

3.1 DPU控制器故障

對于處理器模塊P燈為電源指示燈，N1～N4為網絡端口對應指示燈，每個端口各有兩個指示燈，第1個燈為綠色并閃爍時，表示此端口已連接，第二個燈為黃色時，表示此端口正在傳遞和接收數據。

對于IO模塊，P燈長亮表示電源正常，Cm燈為長亮表示通訊已連接，閃爍表示收發數據，Ct燈長亮表示為主控制器，閃爍表示為輔控制器，A燈長亮表示控制器正在運行，E燈長亮表示啟動時的自診斷，閃爍表示錯誤狀態。

在工程師站檢查System Status Display中控制器的狀態顯示，綠色代表正常模式，黃色代表備用模式，紅色代表存在報警或故障，紫色代表需要操作員關注，藍色代表熱備用模式，白色代表離線模式，橘色代表故障模式，灰色代表脫網模式。

當發現控制器狀態顯示異常時，首先檢查控制器本身指示燈狀態。若控制器電源正常，則一般會重啟控制器。若仍無法恢復正常，則更換備件來確認是否為控制器或IO模塊發生故障。如果是離線或脫網，且重啟后無效果，則需檢查控制器與DDS交換機之間的通訊光纖是否正常。

3.2 光電轉換器故障

光電轉換器上PWR1和PWR2指示燈分別表示兩路電源供電正常。當只有1路電源時，或者通訊存在故障時，FAULT燈會亮起。

正常工作時，指示燈LNK/ACT和100閃爍。當通訊故障時，會全部熄滅。此時，首先檢查光電轉換器的光纖是否存在故障。一般可以通過光纖測試來判斷，或者可以通過與旁邊的光電轉換器互換光纖來判斷。

3.3 SOE卡件故障

SOE卡件即數字量輸入卡件。當卡件的P燈、C燈正常，E燈紅亮，則屬于外部故障。此時，應檢查信號線是否存在接地。

3.4 AI卡件故障

當卡件測點出現壞點時，首先在Point Information中檢查通道電流值。如果是0mA，且接線正確牢固，則檢查通道保險是否損壞。對于卡件供電的通道，直接測量通道電壓，如果有24V DC則說明保險完好，若為0V DC則說明保險極可能已燒壞，只需拔下保險測量電阻值確認即可。

3.5 繼電器卡件故障

當繼電器卡件的E燈紅亮時，表示外部故障。此時需要檢查繼電器底板電源回路保險，保險規格為2A，250V。

當DCS指令發出，但是設備不動作時，需要檢查繼電器是否存在故障。一般地，可以在DCS發指令的同時，聆聽繼電器觸點是否存在吸合的聲音。或者，將觸點接線斷開，用萬用表測量觸點電阻值是否發生變化。

3.6 模擬量信號分配器故障

模擬量分配器將就地送來的AI信號一分為四，送到不同的AI卡件。當分配器電源指示燈不亮時，首先檢查分配器電源接線端子是否有24V DC，如果沒有，則檢查電源回路上的保險是否燒毀。如果分配器的輸入電源正常，那么可以通過檢查分配器內部電路板上的快速整流二極管（D16）是否存在燒毀痕跡，如有，則需要更換分配器備件。

3.7 分支保險故障

每個機柜均有4列分支，每個分支均有自己的兩個個保險（5A，250V）。這兩個保險負責這一列卡件的24V電源。當有1個保險故障時，這一列上的所有AI卡件通道電壓為0V，所有的A17/A18接線端子間電壓為0V。

4 注意事項

在處理主控DPU故障時，需要考慮處理過程是否會導致控制器的主備切換，因為兩個DPU雖然是冗余的，但是從安全角度來講，需要考慮切換失敗的情況。此時，需要與運行人員溝通，當前控制器下游的設備狀態，做好風險防范措施。

當由于個別通道故障需要更換卡件或插拔卡件時，需分析卡件其他通道信號的用途，避免引起設備誤動或誤報警。

AI通道的50mA通道保險，由于容量很小，極易燒毀。現場工作時，對于DCS供電的設備，就地如有拆線工作，為避免不小心將信號線接地導致保險燒毀，可以考慮先從DCS側斷開接線或拔下保險。

AP1000機柜內卡件和輔助模塊安裝布置緊密，尤其是模擬量信號分配器和負責Profibus通信轉換的Profibus OLM。由于布置過于緊密，在拆解線或更換備件時，需要特別注意避免誤碰附近其他部件導致不必要的報警或故障。

5 結束語

調試階段，由于現場環境粉塵較大，因此，對于DCS機柜房間，要加強巡檢，封堵房間地面與墻壁的臨時孔洞，減少粉塵的進入。同時，定期對OVATION機柜內的部清灰，包括濾網和風扇，可以提高柜內硬件的使用壽命。另外，在建安敷設電纜期間，要加強監督和管理，防止電纜對已安裝卡件的碰撞和對柜門的擠壓變形。

在對Ovation控制器或卡件上工作時，要養成良好的工作習慣，配帶佩戴防靜電手環，以防靜電損壞設備。

調試階段也應加強Ovation系統的巡檢，包括機柜內部電源模塊、IO卡件、通訊模塊以及工程師站的System Status Display畫面中的各個DPU的狀態。總之，及時發現硬件故障，及時處理，可提高系統的穩定可靠性。

參考文獻

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