CN104898638A - 一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置，包括实时控制系统、与实时控制系统通过网络连接的用于执行人机交互功能的计算机；实时控制系统为嵌入式控制器，包括中央处理器、以及多个同步数据通信通道，实时控制系统通过同步数据通信通道与保护系统被测通道连接；在执行试验时，由计算机提供试验信号并下发试验指令，实时控制系统通过同步数据通信通道向保护系统被测通道注入试验信号、执行计算机下发的试验指令、采集试验结果，并将试验结果反馈给计算机；试验装置还包括自检年检装置，其定期对实时控制系统执行自检以及模拟量输入输出通道精度校验的年检。

Description

一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置

技术领域

本发明属于核电站安全测控技术领域，特别涉及一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置。

背景技术

仪表控制系统是核电站的神经系统，它直接关系到核电站安全、可靠和稳定的运行，KRG系统是集中控制模拟量系统，是核电站仪表控制系统的关键系统，它的功能定义了从现场传感器输出，到反应堆保护系统(RPR系统)的输入信号，信号在KRG系统内进行处理(包括开方、线性化、滤波、微分、超前-滞后等等)之后，执行阈值比较，当信号超过设定的限值后，就会触发保护信号并发送到RPR系统执行保护逻辑。

在核电厂运行期间，要保证RPR系统的可用性以及有效性，并根据安全法规和国家标准的要求，必须有有效的手段在核电站运行期间可以对KRG系统的各个保护通道进行试验来确保其有效性和完成保护功能的可靠性，并且定期试验的范围要实现对保护系统的全覆盖，而不同的试验之间要有迭代部分，以确保可以及时、准确地发现系统内部潜在的故障，因此核电站需要有一套专门的保护系统定期试验装置。

而采用传统模拟系统的压水堆核电站保护系统的定期试验装置，主要是为了验证KRG系统的运行情况，而KRG系统的有效性和可靠性将直接影响反应堆保护系统RPR的执行。目前已知的用于对压水堆核电厂保护系统执行定期试验的方法和设备在同一时间只能执行单个保护通道的试验，并且验证准则只有电压准则；此外，现有的试验设备不具备注入信号的回读功能，没有回读功能，就无法判断注入信号的品质，因此如果注入的信号不正常，就不能判定试验是否可靠；此外，现有试验装置无就地参数计算的功能。

发明内容

为了克服现有技术中模拟系统的压水堆核电站保护系统的定期试验装置存在的：

1、不同的试验之间要有迭代部分、只能执行单个保护通道的试验；

2、不能实现对保护系统的全覆盖；

3、不具备注入信号的回读功能；

4、无就地参数计算的功能的缺点，本发明提供一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置，包括实时控制系统、与所述实时控制系统通过网络连接的用于执行人机交互功能的计算机；所述实时控制系统为嵌入式控制器，包括中央处理器、以及多个同步数据通信通道，所述实时控制系统通过所述同步数据通信通道与保护系统被测通道连接；在执行试验时，由所述计算机提供试验信号并下发试验指令，所述实时控制系统通过所述同步数据通信通道向所述保护系统被测通道注入所述试验信号、执行所述计算机下发的试验指令、采集试验结果，并将所述试验结果反馈给所述计算机。

所述同步数据通信通道包括：模拟量采集AI装置、模拟量输出AO装置、开关量输入DI装置和开关量输出DO装置以及与所述同步数据通信通道相配合的AI电缆、AO电缆、DO电缆和DI电缆；在执行实现时，所述实时控制系统的模拟量输出装置通过所述AO电缆、所述AI电缆、所述DO电缆和所述DI电缆与所述保护系统的被测通道的相关通道电连接；

所述定期试验装置执行的试验包括：所述被测通道阈值模块XU的Channel试验；在执行所述Channel试验时，所述定期试验装置通过所述DO电缆将测试信号给定所述保护系统的被测通道，使所述被测通道处于试验模式；

所述定期试验装置通过所述AO电缆将所述试验信号注入所述保护系统的被测通道，同时通过所述AI电缆回采所述被测通道数据，当所述保护系统的被测通道XU阈值模块动作时，通过所述DI电缆采集所述被测通道的动作信号作为试验基准；

优选的，所述试验基准包括：电压基准和时间基准；

优选的，当所述DI通道采集到的所述电平信号由上升沿变位下降沿或者由下降沿变化到上升沿时，所述被测通道动作。

所述定期试验装置执行的试验包括：逐个检查所述保护系统被测通道各个模块的Step by Step试验；在执行所述Step by Step试验时，所述定期试验装置通过所述DO电缆将测试信号给定所述保护系统的被测通道，使所述被测通道处于试验模式；

所述定期试验装置通过所述AO电缆将所述试验信号注入所述保护系统的被测通道，同时通过所述AI电缆回采所述被测通道数据。

所述定期试验装置执行的试验包括：用于校验KRG系统到主控室的显示通道的PAMS试验，在执行所述PAMS试验时，所述定期试验装置通过所述DO电缆将测试信号给定所述保护系统的被测通道，使所述被测通道置为试验模式；

所述定期试验装置通过所述AO电缆将显示仪表量程的25％，50％和75％三个幅值的信号分别注入所述保护系统的被测通道，所述仪表显示输出结果，所述计算机采集所述仪表的输出结果。

所述定期试验装置还包括自检年检装置；所述自检年检装置面板上包括双掷继电器、自检模式、年检模式和与所述实时控制系统的所述AI电缆、所述AO电缆、所述DI电缆以及所述DO电缆配合的插口；所述自检年检装置通过所述实时控制系统的电缆与所述实时控制系统连接；

优选的，所述双掷继电器切换到所述自检模式时用于，在执行试验前用于对所述定期试验装置所有通道进行测试的自检功能；

优选的，所述双掷继电器切换到所述年检模式时用于，在一定时期内对所述定期试验装置模拟量的精度以及开关量进行校验的年检功能；

优选的，所述一定时期为1年。

所述自检年检设备还包括自检面板，所自检面板为提供了标准测试口的印刷电路板，包括至少一组AO管脚和与所述AO管脚相配合的AI管脚，所述AO管脚与所述AI管脚配合连接形成回路；

所述自检面板还包括至少一组相配合的DO管脚和DI管脚，所述DO管脚与所述DI管脚配合连接形成回路；

优选的，所述自检面板还包括24V测试电源；

优选的，所述自检面板还包括：TCold/T RRA管脚、THot/T RRA管脚、TET管脚Y和WiringCode管脚，所述TCold/T RRA管脚、THot/T RRA管脚与TETY管脚内部连入AO管脚形成回路，外部连接热电主板，用于对AO管脚注入的信号经热电主板作用后由AI管脚采集信号；所述WiringCode管脚内部连入DO管脚形成回路，外部连接测试机柜，用于对机柜编号进行识别；

所述TCold为一回路冷端，所述T RRA为一余热排出端，所述THot为一回路热端，所述TETY为安全壳温度，所述WiringCode为接线编码；

优选的，所述AI管脚和所述AO管脚分别为16组；所述DO管脚和所述DI管脚分别为13组。

所述自检年检设备还包括年检面板，所述年检控制面板为提供了标准测试口的印刷电路板，包括至少一组用于模拟量信号注入点的AI管脚、至少一组用于模拟量信号监视点的AO管脚；

所述实时控制系统通过所述AI电缆与所述自检年检装置相应接口连接，所述年检面板的AI管脚与外部信号发生装置连接；

所述实时控制系统通过所述AO电缆与所述自检年检装置相应接口连接，所述年检面板的AO管脚与测量仪表连接；

优选的，所述年检面板还包括至少一组DI管脚、至少一组DO管脚、测试按钮和分别与所述年检面板所述DI管脚以及所述DO管脚相连的指示灯，所述实时控制系统通过所述DI电缆与所述自检年检装置相应接口连接；

优选的，所述年检面板还包括：阻值监视点，所述阻值监视点与测量仪表连接；

优选的，所述AI管脚为28组；所述AO管脚为16组；所有DI管脚与一个指示灯连接；所述每组DO管脚分别与一个指示灯连接。

所述实时控制系统的主控单元具有2.3GHz基频以及3.3GHz四核处理器；所述模拟量采集设备具有8个同步采样模拟量输入通道；所述每个通道提供最高为250kS/s的采样率以及16位的AD转换；所述模拟量输出装置提供了16路输出电压和16路输出电流，最大电压范围精度为1mV，最大电流范围精度为2uA；所述开关量输入装置具有48路隔离的开关量输入通道，最高读取60VDC的电平状态；所述开关量输出设备具有16路高电流通断能力和100路单刀单掷电枢继电器的开关量输出信号；

优选的，所述开关量采集装置还提供了13路开关量信号输入；

优选的，所述模拟量采集装置采用PXIe-4300；所述模拟量输出装置采用PXI-6704；所述开关量采集设备为PXI-6529；所述开关量输出设备为PXI-2569和PXI-2565。本发明的有益效果是，

1、本发明提供的定期试验的保护范围，实现了对保护系统的全覆盖，以确保试验的有效性和完成保护功能的可靠性；

2、不同的试验之间具有迭代部分，以确保可以及时、准确地发现系统内部潜在的故障；

3、可以同时对同一子组的多个保护通道进行试验，以提高试验的高效率；

4、具有输入信号回读功能，当回读数据与注入数据不一致时，则直接判定试验无效，以保证试验的有效性和可靠性；

5、具有电压准则和时间准则的双重试验准则，使试验结果更加准确；

6、具有根据就地参数的变化，重新计算整定试验准则的功能，以方便调整试验参数和设定的阈值，以保证试验结果的可靠性；

因此，实践证明，本发明提供的基于压水堆核电厂KRG系统定期试验装置，能够完成对其KRG系统执行定期试验的功能，并且在试验过程中该装置运行安全，稳定，试验结果可靠，完全能够满足对核电厂保护系统定期试验的要求和规范。

附图说明

下面结合附图对本发明所述的压水堆核电厂保护系统的定期试验装置进行具体说明。

图1是本发明的三种试验基本的试验原理图；

图2是本发明试验台具体的架构图；

图3是本发明自检原理图；

图4是本发明年检原理图；

图5是本发明系统架构图；

图6是本发明上下位机系统结构示意图；

图7是本发明上位机系统结构设计图；

图8是本发明上位机各系统流程图；

图9是本发明下位机流程图；

图10是本发明下位机各系统流程图。

具体实施方式

本试验装置(KRG-TESTER)是为了验证压水堆核电厂重要模拟量通道采集处理系统而进行设计的，定义了从现场传感器信号进入系统，到KRG系统阀值输出(输出到保护逻辑系统)的试验。试验装置的功能是在反应堆运行期间检查KRG系统保护测量通道的可用性。试验装置提供尽可能接近实际的模拟信号，并将模拟信号注入到保护系统中，通过检查信号的转换误差、阈值继电器是否动作、动作阈值误差是否满足设计要求等，来判断KRG系统保护测量通道是否发生故障，由此，将KRG的定期试验分为三个部分：验证保护通道阈值模块XU试验(Channel试验)、从KRG系统到主控室显示通道试验(PAMS试验)以及保护通道的动态模块试验(Step by Step试验)。

当保护通道执行Channel试验时，需要从正常模式切换到试验模式，然后由定期试验装置向保护系统注入模拟事故工况的试验信号，当注入信号变化到某一设定值后，就会触发XU阈值模块动作。而此时，试验装置将采集动作的时间和电压，如果所采集的动作电压和时间都在规定的范围内，则试验成功；否则试验失败。当Channel试验失败后，操作员需要执行Step by Step试验来逐个检查整个保护通道的各模块，来定位问题所在，再对有问题的板卡进行手动调校。而PAMS试验是为了校验KRG系统到主控室的显示通道，由试验台注入信号，然后在主控室对指示仪表进行读数，最后检查理论值与显示值的偏差是否在允许的偏差范围内，以验证显示通道的可用性。这三种试验基本的试验原理如图1所示，其中CC和XX表示将保护通道由正常模式切换到试验模式，当保护通道是CC状态，则表示保护通道处于试验状态，此时来自现场传感器的信号被切除，接收来自试验装置模拟的代表事故瞬态的斜波信号，反之，表示保护通道处于工作状态，接收来自现场传感器的信号；当保护通道是XX状态，则表示保护通道处于试验状态，XU模块送往RPR的信号通路被切断，反之，表示保护通道处于工作状态，保护通道将输出的信号传给RPR系统；图1中，t为实时控制系统中标准的脉冲周期，K为整个试验过程所采集到的标准脉冲个数，而计算出的T为XU动作的时间，也就是Tb。

XU的动作电压Vb直接由AI采集_。

RS表示注入信号电流转换为电压所用的250欧电阻；

DM为动态模块，对输入信号经过过程变量(压力、水位、流量、温度、转速等)信号进行处理，最终经XU阈值处理形成逻辑保护信号；

PAMS为主控显示仪表；

XU表示阈值模块，主要用于测试输出信号是否超过阈值模块的设定值；当XU动作时，试验装置记录动作时间以及XU的动作电压值，并将其与装置中的试验准则比较以判断通道功能是否正常。

Vb和Tb表示XU阈值模块的动作时的电压和时间。

本发明中的保护通道还包括保护系统中最为复杂的回路：超温超功率保护回路，其涉及到冷管段温度、热管段温度、主泵转速、稳压器压力、中子通量等五个状态参数以及多个动态模块的计算。

1定期试验装置硬件介绍

1.1系统架构

如图2所示，本发明所述的定期试验装置的硬件主要由HMI(Human MachineInterface)上位机(人机交互操作系统)、下位机(下位机包括：实时控制系统、自检年检装置)、打印机以及配电系统组成。其中上位机是一台笔记本电脑，负责提供操作试验装置的窗口，数据库管理，试验管理以及执行就地参数计算的算法等功能；而实时控制系统的主要功能是接受上位机下发的指令，并根据指令注入试验信号以及采集试验结果；自检年检装置是每次在试验台执行试验之前，都要对自身做一次输入输出通道检查，以此来验证试验装置的有效性和可用性。

试验装置能同时采集27路模拟量信号，同时输出16路模拟量信号，控制11路CC切换以及采集20个阈值模块XU的动作。因此，本系统可以同时完成多路保护通道的试验。此外，KRG系统每个机柜都有不同编码，进而试验装置还提供了13路DI信号，在每次试验时，试验装置与机柜连接的正确性。

1.2实时控制系统

实时控制系统是本发明定期试验装置的核心部分，其可以由任意具有高速处理能力的主控以及通用的模拟量输入输出板卡以及开关量输入输出板卡组成。

本发明定期试验装置的实时控制系统的主控单元是基于Intel Core i7-3610QE处理器的高性能嵌入式控制器，具有2.3GHz基频以及3.3GHz四核处理器，适合用于高速数据测控的应用。而模拟量采集板卡使用的是具有8个同步采样模拟量输入通道-AI通道(其中，AI为模拟量输入信号)，通道间以及通道对地均具有隔离功能。每个通道最高为250kS/s的采样率以及16位的AD转换(把模拟信号转换成数字信号)为高速精确的数据采集提供了保证。模拟量输出板卡则提供了16路电压和16路电流的高精度输出，(模拟量输出信号-AO)，每个通道为16位DA转换(把数字信号转换成模拟信号)，最大电压范围精度为1mV，最大电流范围精度为2uA。开关量输入板卡是具有48路隔离的开关量输入通道-DI通道(其中，DI为开关量输入信号)，其最高可读取高达60VDC的电平状态。开关量输出板卡选择的是分别具有16路高电流通断能力，以及100路单刀单掷电枢继电器的DO输出(开关量输出信号-DO)。

1.3自检年检装置

自检年检装置可以分别完成自检功能和年检功能，自检回路和年检回路是通过双掷继电器进行切换的。自检功能是为了每次上电后，在执行试验之前，对模拟量输入输出通道和开关量输入输出通道进行检查，以确保试验台的可用性；而年检功能是每年要对模拟量的精度以及开关量进行校验。

当需要执行自检或是年检时，首先将实时控制系统的AI，AO，DI，DO四根电缆连接到自检年检装置上，然后通过上位机系统来控制自检年检执行。

a)自检功能是将试验装置的模拟量AO和AI信号对接以及开关量DO和DI信号对接，通过自检年检装置的自检回路形成检验通路，完成对各个通道的检查。具体自检原理如图3所示，首先将自检年检装置上的双掷继电器切换到自检模式，然后点击自检系统上的开始按钮，这时，自检系统开始执行，自检系统首先验证模拟量通道，由AO通道注入信号，通过自检年检装置后由AI通道进行回采，判断回采值是否满足误差要求；之后验证开关量通道，通过闭DO触点让相应的DI通道产生24VDC的偏置电压，进而扫描DI点的状态来判断开关量通道的可用性。

b)年检功能是通过试验台的AO通道输出电流或电压信号，使用测量仪器在自检年检装置面板上进行测量，检测输出信号的品质；而通过信号发生仪器由装置面板向试验台的AI通道注入电压信号，在人机界面的自检年检窗口监视所采集来的数据，验证采集通道可用性。DI和DO通道的验证是通过按下装置面板上的一个按钮，此时驱动所有DI通道触发，然后在系统中将所有DI状态取“与”逻辑，逻辑结果再驱动所有DO输出，点亮装置面板上的指示灯来完成的。具体年检原理如图4所示，年检分为四个部分，分别是AI通道，AO通道，DIO通道以及RTD验证。当需要执行年检时，首先将装置切换到年检模式，然后再分别测试各自通道。检验AI通道时，需要使用信号发生器在装置的面板上外加信号给AI通道，由上位机进行监视；检验AO通道时，在上位机设定要发出信号值，然后用测量仪表在自检年检装置面板的测量口中进行测量；DIO通道的检验是通过按下自检年检装置面板上的DIO测试按钮，然后观察面板上指示灯是否点亮来判断DIO通道的情况；RTD热电阻信号的检验是通过控制DO的通断来组合不同的阻值，再用测量仪表在面板上进行测量，进而判断RTD的可用性。

2定期试验装置系统介绍

2.1系统架构

因本发明的提供的技术方案中，测试项涉及到了毫秒级的时间数据判断，及毫伏级电压的实时采集，对测试的性能指标要求很高，因此在系统设计采用了互相通信的上下位机的开发模式，以LABVIEW系统为基础进行开发，上/下位机的连接关系如图5所示。上位机的系统架构如图6中上位机功能模块所示，采用windows系统，包括：用户管理、就地参数计算、数据管理、自检年检、通道试验、打印等几个模块；下位机为实时控制系统，采用NI的实时操作系统，如图6中下位机功能模块所示，下位机可完成自检年检、Channel试验、PAMS试验、Step by Step试验等，由于这四部分功能由于涉及硬件数据的实时采集输出，满足测试中毫秒级性能指标，故选择在实时控制系统中运行，以确保所需的时间及数据的精准性。

2.2上位机系统结构设计

上位机系统以菜单栏的方式设计，提供用户一次只可执行一个功能块的窗口，这是因为考虑到核电系统的操作单一性，因而在设计中每次界面只能引入一个窗口，在必要的操作中加入再次确认功能，具体系统设计流程，如图7：主界面中以菜单下拉框形式提供给用户需要选择的测试项，采用单进程显示，每次操作只能有一个界面线程运行。

2.3上位机各功能模块设计

上位机系统功能块主要包括用户管理、就地参数计算、通道试验、自检年检、数据管理(数据库管理、试验结果管理)、打印等功能块。上位机采用易于操作的windows系统平台，并采用LabVIEW工具系统开发相应的KRG-TESTER上位机系统。

1)就地参数计算，在对保护通道进行维护时，当更换或调整了热电阻转换板或者加法器模块时，相应的整个保护通道的响应特性就会发生变化。因此，需要重新调整保护通道阈值模块XU的动作电压准则和时间准则。而就地参数计算提供了此功能，当热电阻的转换曲线以及加法器的比例系数和偏置发生改变后，将变更后的数据更新到就地参数模块中，就地参数模块会根据模拟事故工况的信号，通过计算(包括开方、线性化、滤波、微分、超前-滞后等等)得到一个输入电压V随时间t变化的函数，当输入电压为阈值电压时，将触发所述事故工况，此时，根据整个保护通道的系统偏差(系统偏差由测量得到)，得到触发事故工况动作的时间验证准则和电压验证准则，并将新的验证准则自动更新到数据库中，完成试验准则跟随就地参数变化而自动调整的功能。

2)自检年检装置要依托于软件系统来完成它的自检年检功能，其中自检的系统和年检的系统是相互独立的模块。当需要执行自检或是年检时，首先将实时控制系统上的AI，AO，DI，DO四根电缆连接到自检年检装置上，然后在上位机系统启动自检/年检功能，执行自检/年检。

自检年检系统具体的在上位机上的实现方法为：

步骤一：在上位机系统中，初始化各变量，包括计算过程中使用的变量

步骤二：调取上位机数据库中预先为自检年检功能设定的测试数据；

步骤三：将取得的自检年检测试数据通过网络下传到下位机；

步骤四，保持网络数据实时监测，直到测试完成；同时检测下位机有无上传数据，当检测到下位机上传的数据后，执行下一步；

步骤五：将从下位机上传的数据，与数据库中预先存储的数据进行比对，如果偏差大于预定值，则表示有错误发生，反之测试成功；并生成独立的数据文件；

步骤六：当测试执行结束时，记录操作日志。

3)用户管理

用户管理系统模块的功能是用来添加和删除用户信息同时为用户分配权限信息。这里的用户分为三个等级，分别是操作员，只能操作自检年检以及执行通道试验；管理员，除操作员权限外，还可以查看数据库，以及使用就地参数计算系统模块；超级用户，除操作员和管理员的权限外，还具有修改数据库的权限。而添加和删除用户信息只有在超级用户登陆的情况下才能完成操作，且只有超级用户才有权限添加和删除用户信息。不同权限的用户在登录系统后依照预先设定好的权限显示相关的信息、执行相应的测试、可打印相应的内容。

4)数据管理

本定期试验装置中的数据共分为两个部分：数据库和试验结果。

供执行试验时调用的数据，称之为数据库；另一部分是试验结果数据，以试验报告形式存储。其中，供执行试验使用的数据包括注入信号数据以及判定试验结果的电压和时间准则；而试验结果是以txt文件形式存储，以方便打印。具体结构如图8：

5)通道试验，将试验装置与被测通道连接后，由上位机从数据库中调用试验数据，并向下位机发送试验指令。发送的试验指令包括：自检年检、Channel试验、PAMS试验或者Step by Step试验项等。

2.4下位机系统结构设计

下位机系统基于NI实时操作系统开发，与上位机建立通讯后，不断轮询上位机指令状态，及时响应调用相应的功能模块，自动执行被测对象的操作。

下位机系统主要的功能是执行自检年检、Channel，PAMS以及Step by Step试验项。其基本原理是当操作员通过上位机系统选择所要做的试验项时，将数据库中该试验项数据传递到下位机的实时控制系统中，然后由实时控制系统执行试验选项，向KRG系统注入信号并回采动作点，当整个试验项执行完成后再将数据作为试验结果上传回上位机。

系统设计采用状态基方式，其设计流程如图9：

2.5下位机各功能模块结构设计

下位主要涉及对被测对象数据的实时采集输出，并及时上传至上位机，以备数据显示、存储、打印等需求。

1)Channel试验

当下位机接收到Channel试验指令后，下位机系统将接收从上位机传来相应试验项的试验数据，执行顺序首先是触发调用信号将KRG系统需要做试验的保护通道切换到试验位，再由上位机，依据数据库信号通过AO通道注入模拟事故工况的斜波信号；当KRG系统被测保护通道的XU阈值模块触发后，由DI采集触发点，并且AI在整个试验过程中，全程采集XU阈值模块的输入电压以及AO注入信号的回采。下位机采用定周期的处理机制，当DI采集到XU触发点后，记录试验开始到XU触发实时控制系统执行了多少个周期，计算得出模块的动作时间；并且，在XU动作点再记录AI的采集值作为XU阈值模块的动作电压。判断试验完成除了时间准则和电压准则外，还有回读的准则。在每个定周期内，AO的注入值要与AI的回采值进行比对，系统根据设定值自动判断,当偏差不超过20mV时，认为注入信号正确，试验有效。

2)PAMS试验也是调用相应的试验，然后将数据库中相应试验项的试验数据下发到实时控制系统中，进而执行该试验项。PAMS试验也是首先通过DO信号将KRG系统需要做PAMS试验的保护通道切换到试验位，再由AO通道分别注入显示仪表量程的25％，50％和75％三个幅值的信号，操作员在主控室分别读取该仪表相应的输入数值，并将数值通过上位机输入到系统中，系统对注入的信号以及从仪表读取到的信号值进行比较，以此来验证显示通道的有效性。数据的回读功能同上，也是由操作人员依据仪表的数值，通过上位机输入系统，由系统判断注入信号与从仪表中读到的输入信号进行比较，如果两个值的误差在一定范围内，则判定通道有效，否则判定通道无效。

3)Step by Step试验的功能是当Channel试验无法通过时，需要执行该通道的Step byStep试验来逐一验证该保护通道中动态模块的正确性。首先也是先选定一个通道，然后将数据库中相应Step by Step试验项的试验数据下发到实时控制系统中，之后执行该试验项。Step by Step试验的原理是将数据库中预先存储的斜波信号和冲击信号注入到下位机的实时控系统中，然后采集动态模块DM的输入和输出端的信号存储成若干个输入输出数据对，并将其传送到上位机系统；在上位机系统中调用从下位机得到的输入输出数据对，并对一段时间内的输入输出进行拟合，生成动态模块的参数，上位机还将该动态模块的参数生成输出数据在时间轴上的曲线；并将该动态模块的输出曲线与理想的输出曲线对比，当偏差小于20mV时，则认为该模块工作正常，否则需要对板卡进行调校。

4)下位机自检年检装置要依托于上位机的自检年检系统来完成它的自检年检功能，具体见2.3中第2)部分介绍。

自检年检系统具体的在下位机上的实现方法为：

步骤一：开始自检之前先初始化测试装置的各板卡参数；

步骤二：实时取得上位机的数据或者从信号发生器传送的数据，经过测试系统后返回的测试结果，并记录测试结果；

步骤三：当测试完成后，将测试结果返回给上位机。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (9)

1.一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置，其特征在于，包括实时控制系统、与所述实时控制系统通过网络连接的用于执行人机交互功能的计算机；所述实时控制系统为嵌入式控制器，包括中央处理器、以及多个同步数据通信通道，所述实时控制系统通过所述同步数据通信通道与保护系统被测通道连接；在执行试验时，由所述计算机提供试验信号并下发试验指令，所述实时控制系统通过所述同步数据通信通道向所述保护系统被测通道注入所述试验信号、执行所述计算机下发的试验指令、采集试验结果，并将所述试验结果反馈给所述计算机。

2.根据权利要1所述的一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置，其特征在于，所述同步数据通信通道包括：模拟量采集AI装置、模拟量输出AO装置、开关量输入DI装置和开关量输出DO装置以及与所述同步数据通信通道相配合的AI电缆、AO电缆、DO电缆和DI电缆；在执行实现时，所述实时控制系统的模拟量输出装置通过所述AO电缆、所述AI电缆、所述DO电缆和所述DI电缆与所述保护系统的被测通道的相关通道电连接。

3.根据权利要2所述的一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置，其特征在于，所述定期试验装置执行的试验包括：所述被测通道阈值模块XU的Channel试验；在执行所述Channel试验时，所述定期试验装置通过所述DO电缆将测试信号给定所述保护系统的被测通道，使所述被测通道置为试验模式；

所述定期试验装置通过所述AO电缆将所述试验信号注入所述保护系统的被测通道，同时通过所述AI电缆回采所述被测通道数据，当所述保护系统的被测通道XU阈值模块动作时，通过所述DI电缆采集所述被测通道的动作信号作为试验基准；

优选的，所述试验基准包括：电压基准和时间基准；

优选的，当所述DI通道采集到的所述电平信号由上升沿变位下降沿或者由下降沿变化到上升沿时，所述被测通道动作。

4.根据权利要2所述的一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置，其特征在于，所述定期试验装置执行的试验包括：逐个检查所述保护系统被测通道各个模块的Stepby Step试验；在执行所述Step by Step试验时，所述定期试验装置通过所述DO电缆将测试信号给定所述保护系统的被测通道，使所述被测通道置为试验模式；

所述定期试验装置通过所述AO电缆将所述试验信号注入所述保护系统的被测通道，同时通过所述AI电缆回采所述被测通道数据。

5.根据权利要2所述的一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置，其特征在于，所述定期试验装置执行的试验包括：用于校验KRG系统到主控室的显示通道的PAMS试验，在执行所述PAMS试验时，所述定期试验装置通过所述DO电缆将测试信号给定所述保护系统的被测通道，使所述被测通道置为试验模式；

所述定期试验装置通过所述AO电缆将显示仪表量程的25％，50％和75％三个幅值的信号分别注入所述保护系统的被测通道，所述仪表显示输出结果，所述计算机采集所述仪表的输出结果。

6.根据权利要1所述的一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置，其特征在于，所述定期试验装置还包括自检年检装置；所述自检年检装置面板上包括双掷继电器、自检模式、年检模式和与所述实时控制系统的所述AI电缆、所述AO电缆、所述DI电缆以及所述DO电缆配合的插口；所述自检年检装置通过所述实时控制系统的电缆与所述实时控制系统连接；

优选的，所述双掷继电器切换到所述自检模式时用于，在执行试验前用于对所述定期试验装置所有通道进行测试的自检功能；

优选的，所述双掷继电器切换到所述年检模式时用于，在一定时期内对所述定期试验装置模拟量的精度以及开关量进行校验的年检功能；

优选的，所述一定时期为1年。

7.根据权利要6所述的一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置，其特征在于，所述自检年检设备还包括自检面板，所自检面板为提供了标准测试口的印刷电路板，包括至少一组AO管脚和与所述AO管脚相配合的AI管脚，所述AO管脚与所述AI管脚配合连接形成回路；

所述自检面板还包括至少一组相配合的DO管脚和DI管脚，所述DO管脚与所述DI管脚配合连接形成回路；

优选的，所述自检面板还包括24V测试电源；

优选的，所述自检面板还包括：TCold/T RRA管脚、THot/T RRA管脚、TETY管脚和WiringCode管脚，所述TCold/T RRA管脚、THot/T RRA管脚与TETY管脚内部连入AO管脚形成回路，外部连接热电主板，用于对AO管脚注入的信号经热电主板作用后由AI管脚采集信号；所述WiringCode管脚内部连入DO管脚形成回路，外部连接测试机柜，用于对机柜编号进行识别；

所述TCold为一回路冷端，所述T RRA为一余热排出端，所述THot为一回路热端，所述TETY为安全壳温度，所述WiringCode为接线编码；

优选的，所述AI管脚和所述AO管脚分别为16组；所述DO管脚和所述DI管脚分别为13组。

8.根据权利要6所述的一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置，其特征在于，所述自检年检设备还包括年检面板，所述年检控制面板为提供了标准测试口的印刷电路板，包括至少一组用于模拟量信号注入点的AI管脚、至少一组用于模拟量信号监视点的AO管脚；

所述实时控制系统通过所述AI电缆与所述自检年检装置相应接口连接，所述年检面板的AI管脚与外部信号发生装置连接；

所述实时控制系统通过所述AO电缆与所述自检年检装置相应接口连接，所述年检面板的AO管脚与测量仪表连接；

优选的，所述年检面板还包括至少一组DI管脚、至少一组DO管脚、测试按钮和分别与所述年检面板所述DI管脚以及所述DO管脚相连的指示灯，所述实时控制系统通过所述DI电缆与所述自检年检装置相应接口连接；

优选的，所述年检面板还包括：阻值监视点，所述阻值监视点与测量仪表连接；

优选的，所述AI管脚为28组；所述AO管脚为16组；所有DI管脚与一个指示灯连接；所述每组DO管脚分别与一个指示灯连接。

9.根据权利要1-8任一项所述的一种压水堆核电厂保护系统的定期试验装置，其特征在于，所述实时控制系统的主控单元具有2.3GHz基频以及3.3GHz四核处理器；所述模拟量采集设备具有8个同步采样模拟量输入通道；所述每个通道提供最高为250kS/s的采样率以及16位的AD转换；所述模拟量输出装置提供了16路输出电压和16路输出电流，最大电压范围精度为1mV，最大电流范围精度为2uA；所述开关量输入装置具有48路隔离的开关量输入通道，最高读取60VDC的电平状态；所述开关量输出设备具有16路高电流通断能力和100路单刀单掷电枢继电器的开关量输出信号；

优选的，所述开关量采集装置还提供了13路开关量信号输入；

优选的，所述模拟量采集装置采用PXIe-4300；所述模拟量输出装置采用PXI-6704；所述开关量采集设备为PXI-6529；所述开关量输出设备为PXI-2569和PXI-2565。