福清五號(hào)機(jī)組優(yōu)選控制模塊AV42技術(shù)改造

張琳 張艷輝

摘要：針對(duì)福清核電站5號(hào)機(jī)組安全儀控系統(tǒng)優(yōu)選控制模塊AV42在運(yùn)行過程中主控制室后備盤BUP發(fā)送的安全命令（脈沖信號(hào)）總是出現(xiàn)AV42模塊故障報(bào)警，分析驗(yàn)證BUP安全控制指令及AV42模塊機(jī)理，對(duì)AV42模塊控制回路進(jìn)行了改造優(yōu)化。改造后在控制回路加了一個(gè)RS觸發(fā)器，保持了BUP觸發(fā)的安全指令，消除了AV42產(chǎn)生的狀態(tài)報(bào)警，提高了安全儀控設(shè)備的可靠性。

關(guān)鍵詞：優(yōu)選控制模塊AV42;RS觸發(fā)器;控制回路改造

中圖分類號(hào)：TP311.52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）27-0222-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

福清核電站5&6號(hào)機(jī)組安全儀控系統(tǒng)采用的是Framatome公司的TELEPERM xs（Txs系統(tǒng)）數(shù)字化平臺(tái)，用以實(shí)現(xiàn)5&6號(hào)機(jī)組IE級(jí)相關(guān)系統(tǒng)地控制和保護(hù)，確保核反應(yīng)堆控制、確保堆芯冷卻、防止和減少放射性物質(zhì)的泄露。優(yōu)選控制模塊AV42作為監(jiān)測、優(yōu)選執(zhí)行器控制命令的安全級(jí)儀控模塊，對(duì)來自TXS的系統(tǒng)控制命令、SPPA-T2000系統(tǒng)（正常運(yùn)行控制系統(tǒng)）的控制命令進(jìn)行優(yōu)先級(jí)判斷，然后輸出控制命令驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場設(shè)備，同時(shí)AV42接收來自現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)反饋信號(hào)并傳送至操作與顯示系統(tǒng)（OM系統(tǒng)）上顯示[1]。

在福清5號(hào)機(jī)組AV42模塊現(xiàn)場調(diào)試階段，發(fā)現(xiàn)一些由BUP觸發(fā)的安全命令（脈沖短信號(hào)命令），不能驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場設(shè)備動(dòng)作，同時(shí)引發(fā)AV42模塊前面板“Fault”報(bào)警的現(xiàn)象，影響5號(hào)機(jī)組的安全運(yùn)行。本文圍繞消除BUP安全命令觸發(fā)“Fault”這一主要目標(biāo)，對(duì)AV42產(chǎn)生的“Fault”報(bào)警進(jìn)行試驗(yàn)分析，設(shè)計(jì)出一種可以避免該報(bào)警的改造方案，BUP安全命令成功驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場設(shè)備動(dòng)作，提高了TXS系統(tǒng)的可靠性。

1 AV42模塊簡介

AV42模塊作為5&6號(hào)機(jī)組儀控系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備的硬件接口，通過優(yōu)選來自TXS系統(tǒng)、SPPA-T2000系統(tǒng)、應(yīng)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(hào)機(jī)組安全運(yùn)行。單獨(dú)一塊AV42模塊可監(jiān)測控制一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，或多塊AV42模塊組合控制一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。AV42模塊主要實(shí)現(xiàn)以下功能[2]，如表1所示：

1.1 AV42模塊優(yōu)先級(jí)設(shè)置

AV42模塊主要包括：處理器Microprocessor、可編程控制電路PLD，Microprocessor通過網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議接收運(yùn)行命令，并反饋設(shè)備信息到OM系統(tǒng)進(jìn)行顯示;PLD則處理來自TXS系統(tǒng)、ECP/BUP硬接線命令，并對(duì)輸人命令進(jìn)行優(yōu)先級(jí)控制后輸出。Microprocessor所接收的SPPA-T2000運(yùn)行命令以SPPA-T2000及PLD所處理的TXS相關(guān)命令優(yōu)先級(jí)順序如表2所示：

在設(shè)計(jì)上，AV42模塊可實(shí)現(xiàn)TXS系統(tǒng)控制功能與SPPA-T2000系統(tǒng)控制功能的隔離，使TXS系統(tǒng)控制功能不受SPPA-T2000系統(tǒng)故障的影響。同時(shí)AV42模塊的優(yōu)選控制邏輯是固化在PLD中，SPPA-T2000系統(tǒng)的任何修改都不影響優(yōu)選控制邏輯。

2 AV42模塊狀態(tài)故障分析

福清5號(hào)機(jī)組自調(diào)試AV42模塊優(yōu)選功能以來，當(dāng)觸發(fā)由BUP安全命令時(shí)，AV42往往會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“Fault”故障報(bào)警。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，這些“Fault”報(bào)警多與BUP安全命令不能保持有關(guān)。

2.1 狀態(tài)故障分析

AV42模塊“Fault”故障報(bào)警多發(fā)生在BUP觸發(fā)的安全命令，以5RSI133VP閥門安全開啟為例：當(dāng)BUP觸發(fā)安全“開”命令時(shí)，此時(shí)（1）閥門“關(guān)反饋”信號(hào)消失，“開”命令輔助指示燈點(diǎn)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(duì)上述AV42“Fault”報(bào)警進(jìn)行分析，AV42模塊“開”命令指示燈點(diǎn)亮，“開”反饋指示燈閃爍是在閥門“關(guān)”反饋信號(hào)消失的同時(shí)產(chǎn)生，這說明該執(zhí)行器正在開啟過程中，與AV42模塊本身設(shè)計(jì)是相符的。然該狀態(tài)持續(xù)幾秒鐘后觸發(fā)AV42模塊“Fault”報(bào)警，經(jīng)我們分析原因主要有以下三種：

（1）“開”命令信號(hào)線接線松動(dòng)或信號(hào)線絕緣降低：對(duì)SRSI133VP閥門信號(hào)線回路進(jìn)行接線檢查和緊固、測量絕緣電阻，均達(dá)標(biāo)，再次啟動(dòng)5RSI133VP時(shí)依然觸發(fā)“Fault”報(bào)警，該原因被排除;

（2）開關(guān)限位信號(hào)回路供電：開關(guān)限位回路是由AV42模塊進(jìn)行供電，同時(shí)采集限位開關(guān)的信號(hào)，當(dāng)回路供電消失時(shí)開關(guān)限位信號(hào)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(hào)時(shí)間太短，不足以驅(qū)動(dòng)SRSI133VP閥門完全開啟：BUP安全命令是一個(gè)持續(xù)3s的脈沖信號(hào)（BUP按鈕設(shè)置），該信號(hào)直接傳送AV42模塊也為一個(gè)3s脈沖信號(hào)，如圖1所示。該原因可經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證。

依據(jù)輸入文件，可得知5RSI133VP閥門為帶“開/關(guān)”雙反饋信號(hào)的電動(dòng)閥門，該類型執(zhí)行器的控制策略為：觸發(fā)安全“開”命令，輸出“開”命令，當(dāng)閥門到達(dá)“開限位”時(shí)，“開”反饋信號(hào)復(fù)位“開”命令，閥門成功開啟。

而BUP安全命令為3s脈沖信號(hào)，AV42“開”命令輸出也為3s脈沖信號(hào)，BUP“開”命令信號(hào)消失，AV42“開”命令也必然消失。然而5RSI133VP閥門未能3s時(shí)間內(nèi)到達(dá)“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(qū)動(dòng)5RSI133VP閥門動(dòng)作，可在安全命令進(jìn)入AV42模塊前加入一個(gè)RS觸發(fā)器模塊（S1端為置位優(yōu)先），如圖2所示，BUP安全命令信號(hào)成為持續(xù)信號(hào)，AV42安全命令輸出也為持續(xù)信號(hào)。這樣SRSI133VP閥門可成功實(shí)現(xiàn)“開”反饋去復(fù)位“開”命令，5RSI133VP閥門成功啟動(dòng)。可待AV42仿真工具試驗(yàn)后，5RSI133VP閥門成功開啟，但AV42依然會(huì)產(chǎn)生一“Fault”報(bào)警。

經(jīng)AV42仿真工具查看可得知，該“Fault”報(bào)警為BUP安全命令為持續(xù)信號(hào)導(dǎo)致，需在控制回路中加入邏輯去復(fù)位BUP的安全命令。因此，可在RS觸發(fā)器加入“開，關(guān)”反饋信號(hào)，去復(fù)位“開/關(guān)”命令。改造后執(zhí)行器控制回路如圖3所示：

3 結(jié)論

改造后的控制回路，BUP安全“開”命令可成功驅(qū)動(dòng)SRSI133VP閥門開啟，同時(shí)AV42模塊無任何故障產(chǎn)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(xiàn)：

[1]中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院.TXS系統(tǒng)手冊(cè)[R].2011.

[2]核電廠優(yōu)選控制模件AV42抗電磁干擾技術(shù)改造.2015.

【通聯(lián)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(jí)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(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。