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。硬件設備的升級改造主要是升級了KVM系統，其中VX80是最重要的新增設備。本文首先介紹了VX80設備，隨后詳細描述了KVM系統升級后網絡接線、數據傳輸和控制功能，最后總結了VX80所帶來的優點。

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相接口。

（3）I／O卡件：VX路由架構有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，真正地實現了KVM系統通過一套鍵盤、鼠標、顯示器設備控制所有主機的理念。

2 升級后的KVM網絡和數據傳輸

2.1 升級后的KVM網絡

升級后的KVM網絡，通過1個KVM網絡交換機將下列設備連接在同一網絡：

（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控制服務器，是KVM控制功能的服務器端；

（3）3個Touchscreen，相當于KVM 控制服務器的客戶端，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網絡交換機有接口。

2.2 數據傳輸方式

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。模擬機數據傳輸，是將主機房內服務器上的鼠標、鍵盤和視頻信號，傳輸至主控室內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）有發送端和顯示終端的工作站數據傳輸

主控室內操縱員站、高級操縱員站和會議桌工作站，以及教控室內教控臺和Ovation控制臺，共計11個工作站。工作站主機的DVI和USB信號經KVM發送器轉換成光纖信號，由光纖（K1／K2傳輸的鼠標鍵盤數據，L1／L3傳輸的視頻信號）傳輸至VX80，再由KVM接收器轉換成DVI信號傳輸至相應的終端。具體數據傳輸線路如圖1所示。

（2）大屏幕工作站數據傳輸

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

圖1 有發送端和顯示終端的工作站數據傳輸

圖2 大屏幕工作站數據傳輸

（3）有發送端、無固定顯示終端的工作站數據傳輸

模擬機的模型計算機、域控制服務器、報警顯示服務器、電子化規程服務器、Simstation服務器、歷史數據等服務器，無固定顯示終端。服務器的DVI和USB信號經KVM發送器轉換成光纖信號傳輸至VX80。具體數據傳輸線路如圖3所示。

圖3 有發送端、無固定顯示終端的工作站數據傳輸

（4）無發送端、有顯示終端的工作站數據傳輸

由于操縱員培訓和考試主要在主控室內開展，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，教控室的監控顯示器，也屬于此類數據傳輸方式。具體數據傳輸線路如圖4所示。

圖4 無發送端、有顯示終端的工作站數據傳輸

3 KVM控制功能

3.1 主控室和教控臺監控功能

由于模擬機主控室中操縱員站的監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視功能，仍保持不變。

3.2 Touchscreen控制功能

在KVM控制服務器中，配置了維護中心內3個Touchscreen的控制功能。作為KVM控制服務器的客戶端，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。如把教控臺設置為源，維護中心Admin1設置為目的終端，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。如把教控臺設置為源，維護中心Admin1設置為目的終端，點擊Share后，Admin1將具有對教控臺的控制功能，教控臺只能對Admin1的操縱進行監視。

（3）View：此功能用于實現在任意目的終端監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控顯示器，便是由View功能實現的。

（4）Set power on－connections：用于初始設置傳輸信號的源和目的控制顯示終端。當主控室內或教控室內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置。

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

4 升級后KVM系統的優點

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

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

（3）數據傳輸線路得到簡化。升級前，KVM控制功能的實現是由各類硬件設備來實現的，導致數據傳輸線路比較復雜。而升級后KVM控制功能的實現，借助于VX80設備，通過軟件配置來實現，從而簡化了信號傳輸線路。

（4）硬件網絡系統更加穩定。VX80設備配件的熱插拔和冗余設計，KVM控制系統設備的減少和線路的簡化，降低了硬件設備故障率，從而硬件網絡系統更加穩定。

（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服務器控制網址維護其他服務器工作站。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故障工作站服務器，根據顯示現象從而初步判斷故障發生在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 結束語

VX80設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勢，為AP1000核電廠全范圍模擬機帶來了諸多控制功能和優點。VX光纖矩陣路由器值得在核電廠和航空等重要領域控制室推廣，用戶可以根據實際需求選擇適合的路由模塊。