CN106205755A - 反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统和方法,该系统包括用于输出成组仿真信号和通道选择控制信号的集成控制器,连接核电厂数字控制系统,用于接收所述成组仿真信号并根据所述通道选择控制信号选择一个信号作为保护输入记录样本的第一通道选择器,用于接收并根据所述通道选择控制信号选择一个信号作为保护输出记录样本的第二通道选择器,用于记录所述保护输入记录样本和保护输出记录样本的变化时差数据的高速记录卡。本发明中所述集成控制器根据所述变化时差数据计算得出反应堆保护系统响应时间,实现了整个试验过程的自动化和数据处理的自动化,节省了大量的时间和线缆耗材。
Description
技术领域
本发明涉及设备响应时间测试领域,具体涉及反应堆保护系统通道响应时间测试系统,更具体而言,涉及一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统及方法。
背景技术
反应堆保护通道响应时间是判断反应堆保护触发有效性和及时性的关键技术指标,核电站安全准则中对各类保护的响应时间有严格的要求。对于保护通道响应时间测试,国内外普遍利用高速记录卡和信号仿真设备,通过不断的手动更换接线、手动更换仿真信号和保护信号的方式完成。而由于各种保护信号需要多次触发,给现场设备隔离和现场工期控制带来极大的困难,此类试验方法风险高、工期长,一般完成所有保护通道响应时间测量的时间为几个月。另外,试验完成后需要人工进行数据比对分析得出试验结论,容易因人为因素造成试验数据及结果不可靠。
为此,有必要设计一种新的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,以克服上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术中反应堆保护通道响应时间测试方法耗费时间长、试验效率低以及由于长时间的试验容易引入现场设备误动和计算错误导致工业安全和试验质量下降的缺点,提供一种可靠性和准确性更高的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统和方法。
本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下:
本发明提供了一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,包括:
集成控制器,连接核电厂数字控制系统,用于输出成组仿真信号和通道选择控制信号;
第一通道选择器,连接所述集成控制器,用于接收所述成组仿真信号,并根据所述通道选择控制信号选择一个信号作为保护输入记录样本输出;
第二通道选择器,连接所述集成控制器和所述核电厂数字控制系统,用于接收并根据所述通道选择控制信号选择一个信号作为保护输出记录样本,所述保护输出记录样本由所述核电厂数字控制系统因接收所述仿真信号而触发产生的;
高速记录卡,分别连接所述集成控制器、第一通道选择器和第二通道选择器,用于记录所述保护输入记录样本和保护输出记录样本的变化时差数据,并将所述变化时差数据提供给所述集成控制器,所述集成控制器还用于根据所述变化时差数据计算得出反应堆保护通道响应时间。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统中,所述系统还包括通过所述集成控制器的人机接口与所述集成控制器连接的人机交互设备。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统中,所述人机交互设备具有设备配置及诊断人机界面、试验流程及数据处理界面和试验配合界面。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统中,所述仿真信号输出模块包括用于输出模拟量信号的第一单元和用于输出开关量信号的第二单元。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统中,所述集成控制器具有:
数据采集模块,与所述高速记录卡连接,用于采集所述变化时差数据;
数据分析模块,与所述数据采集模块连接,用于根据所述变化时差数据分析得出反应堆保护通道响应时间。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统中,所述集成控制器具有:
打印设备接口,同时与所述数据采集模块和所述数据分析模块连接,用于连接打印设备。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统中,所述第一通道选择器包括四个第一通道选择卡和五个第二通道选择卡。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统中,在第一通道选择器中,五个所述第二通道选择卡中的一个同时连接所述高速记录卡以及其余四个第一通道选择卡和四个所述第二通道选择卡。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统中,所述第二通道选择器包括两个所述第二通道选择卡。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统中,所述第一通道选择卡和第二通道选择卡均具有至少20个通道可供选择。
本发明还提供了一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法,所述方法包括以下步骤:
集成控制器分别输出通道选择控制信号至第一通道选择器和第二通道选择器,所述第一通道选择器和第二通道选择器根据所述通道选择控制信号分别接通相应的通道;
集成控制器输出成组仿真信号至核电厂数字控制系统和第一通道选择器;
所述第一通道选择器选择一仿真信号作为保护输入记录样本传输至高速记录卡;
所述反应堆保护系统被所述仿真信号触发后产生保护输出记录样本,经所述第二通道选择器传输给所述高速记录卡;
所述高速记录卡自动记录所述保护输入记录样本和保护输出记录样本的变化时差数据,并将所述变化时差数据传输给集成控制器进行处理;
所述集成控制器根据所述变化时差数据分析计算得出反应堆保护通道响应时间。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法中,所述成组仿真信号包括成组模拟量仿真信号和成组开关量仿真信号。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法中,所述第一通道选择器包括四个第一通道选择卡和五个第二通道选择卡。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法中,在所述第一通道选择器中,五个所述第二通道选择卡中的一个同时连接所述高速记录卡以及其余四个第一通道选择卡和四个所述第二通道选择卡。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法中,所述第二通道选择器包括两个所述第二通道选择卡。
在本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法中,所述第一通道选择卡和第二通道选择卡均具有至少20个通道可供选择。
实施本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统具有以下有益效果:
1、本发明中利用集成控制器自动作业代替人工作业,从而降低试验过程中的误操作的风险和试验的成本,同时可提高试验效率以大大地缩短试验时间。
2、本发明中第一通道选择器和第二通道选择器的应用,从而避免试验中临时性的大量使用电缆造成的资源浪费。
3、智能化自动作业的高效率使得在役机组大修期间完成全部保护响应时间测试成为可能,能够准确判断保护系统的可用性。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统的结构示意图;
图2为本发明实施例一提供的一种集成控制器的结构示意图;
图3为本发明实施例一提供的一种第一通道选择器的结构示意图;
图4为本发明实施例一提供的一种第二通道选择器的结构示意图;
图5为本发明实施例二提供的一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法的步骤流程图;
图6为本发明实施例二提供的变化时差曲线图。
具体实施方式的附图标号说明:
具体实施方式
为了解决现有技术中所存在的反应堆保护通道响应时间测试方法耗费时间长、试验效率低以及由于长时间的试验容易引入现场设备误动和计算错误导致工业安全和试验质量下降的技术问题,本发明旨在提供一种可靠性和准确性更高的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统和方法,其核心思想是:利用集成控制器、通道选择器和高速记录卡等设备有机的结合后自动作业代替人工作业,从而降低试验过程中的误操作的风险和试验的成本,同时大大地缩短试验时间,弥补了现有技术中测试方法耗费时间长、安全系数低、试验结果易出错的缺陷。
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例一
本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,参见图1,该系统包括:
集成控制器100,连接核电厂数字控制系统500,用于输出成组仿真信号和通道选择控制信号;
第一通道选择器200,连接集成控制器100,用于接收所述成组仿真信号,并根据所述通道选择控制信号选择一个信号作为保护输入记录样本输出;
第二通道选择器300,连接集成控制器100和核电厂数字控制系统500,用于接收并根据所述通道选择控制信号输出保护输出记录样本,所述保护输出记录样本由核电厂数字控制系统500因接收所述仿真信号而触发产生的;
高速记录卡400,分别连接集成控制器100,第一通道选择器200和第二通道选择器300,用于记录所述保护输入记录样本和保护输出记录样本的变化时差数据,并将所述变化时差数据提供给集成控制器100,集成控制器100根据所述变化时差数据计算得出反应堆保护通道响应时间。
人机交互设备800,连接集成控制器100,用于实现试验员对集成控制器100进行调试控制的功能。
具体地,参见图2,集成控制器100具有仿真信号输出模块101、通道选择控制模块102、数据采集模块103、数据分析模块104、打印设备接口105以及人机接口106。
仿真信号输出模块101包括用于发送成组模拟量仿真信号的第一单元和用于发出成组开关量仿真信号的第二单元,所述第一单元和第二单元均与第一通道选择器200电连接。另外,仿真信号输出模块101还设有四个第一接口,所述四个第一接口分别与核电厂数字控制系统500的四个反应堆保护系统连接,四个所述反应堆保护系统分别记为RPC-1、RPC-2、RPC-3和RPC-4。
通道选择控制模块102同时连接第一通道选择器200和第二通道选择器300,通道选择控制模块102可根据预设的程序发出两路通道选择控制信号,第一通道选择器200接收到其中一路通道选择控制信号并接通相应的通道,第二通道选择器300接收到另外一路通道选择控制信号并接通相应的通道。
数据采集模块103与高速记录卡400电连接,用于采集高速记录卡400记录的数据,即所述保护输入记录样本和保护输出记录样本的变化时差数据。
数据分析模块104与数据采集模块103电连接,用于接收数据采集模块103采集到的数据,即所述保护输入记录样本和保护输出记录样本的变化时差数据,并根据所述保护输入记录样本和保护输出记录样本的变化时差数据生成变化时差曲线,进而分析计算得出相应的反应堆保护通道响应时间。
打印设备接口105同时与所述数据采集模块103和所述数据分析模块104连接,用于连接一个打印设备,从而将所述保护输入记录样本和保护输出记录样本的变化时差数据、变化时差曲线以及相应的计算结果打印出来。
具体地,参见图3,第一通道选择器200包括四个第一通道选择卡600和五个第二通道选择卡700,其中四个第一通道选择卡600与四个所述第二通道选择卡700两两一组地分成四组,每一组分别与四个所述第一接口连接,且每组均由一个第一通道选择卡600和一个所述第二通道选择卡700构成,剩下的一个所述第二通道选择卡700连接高速记录卡400,且同时连接四个第一通道选择卡600和其他的四个第二通道选择卡700。
具体地,参见图4,第二通道选择器300包括两个所述第二通道选择卡700和第二接口,两个所述第二通道选择卡700均与高速记录卡400连接,另外,两个所述第二通道选择卡700通过所述第二接口分别与核电厂数字控制系统500的两个安全逻辑机柜系统连接,两个所述安全逻辑机柜系统分别记为SLC-A和SLC-B。
需要说明的是,本实施例中采用AO通道选择器作为第一通道选择卡600,DO/pt100通道选择器作为第二通道选择卡700,其中所述AO通道选择器的作用是完成AO信号的选择,所述DO/pt100通道选择器为复用选择器完成DO和pt100的信号选择,其可配置为32路DO信号的选择,也可配置为4路PT100信号的选择。第一通道选择卡600(AO通道选择器)和第二通道选择卡700(DO/pt100通道选择器)均具有32个通道可供选择,可以实现模拟量或开关量通道100选4的功能,或者是N组30通道选1的功能。
具体地,人机交互设备800通过人机接口106与集成控制器100电连接,人机交互设备800具有设备配置及诊断人机界面、试验流程及数据处理界面以及试验配合界面。
试验员通过所述设备配置及诊断人机界面可进行配置系统、设定默认定值、更改系统参数、诊断设备故障等操作。具体的如网络配置,模拟量采集类型更改,量程更改,模拟量默认设定值更改,更改Level2-Level1系统调用点,通过报警诊断设备故障点(前提是所述的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统需提供网络报警、电源故障报警或卡件输入输出开路报警等报警功能)等。
试验员在所述试验流程及数据处理界面中,可根据预定的试验方案手动选择或者自定义自动生成所需的自动化测试步骤及逻辑,并快速建立试验所需的初始工况或瞬态工况(每一用户测试工况的详细要求在系统开发过程中由双方共同商定,试验项目可以自定义),还可根据不同模拟量触发引起的变化幅度更改所述模拟量变化采集的阈值,使得所述反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统自动完成试验、采集试验结果、形成图表、计算响应时间、与期望值比对、给出试验结论并保存结论等一系列试验步骤,且同时为试验员实时呈现试验中所用到的模拟量仿真信号变化和开关量仿真信号。
试验员利用所述试验配合界面可实现单独或分组模拟信号的功能,在所述试验配合界面中试验员能够设置模拟量仿真信号的线性或非线性变化,另外,所述试验配合界面具有一键设置稳定功率平台的功能。
实施例二
本发明实施提供了一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法,适用于实施例一所示的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,参见图5,该方法包括:
S1、选定试验项目:集成控制器100输出通道选择控制信号至第一通道选择器200和第二通道选择器300,第一通道选择器200和第二通道选择器300分别接收所述通道选择控制信号,并接通相应的通道。
在本实施例中,反应堆保护响应时间测量试验根据不同的仿真信号以及不同的保护触发信号分为约100个项目,试验员根据试验需要,可以通过人机交互设备800手动选择部分或全部项目。当试验员选定试验项目后,集成控制器100则输出相应的通道选择控制信号至第一通道选择器200和第二通道选择器300,所述第一通道选择器200和第二通道选择器300分别接收所述通道选择控制信号,并接通相应的通道。
S2、触发成组仿真信号:集成控制器100输出成组仿真信号至核电厂数字控制系统500和第一通道选择器200。
在本实施例中,集成控制器100的仿真信号输出模块101发出成组的模拟量仿真信号,所述成组的模拟量仿真信号分为两路,一路通过发送至第一通道选择器200,另一路发送至核电厂数字控制系统500的反应堆保护系统。
S3、保护输入记录样本采集:第一通道选择器200选择一仿真信号作为保护输入记录样本传输至高速记录卡400。
在本实施例中,第一通道选择器200接收所述成组的模拟量仿真信号,经多层选择后输出保护输入记录样本,并将所述保护输入记录样本发送至高速记录卡400。
S4、保护输出记录样本采集:所述反应堆保护系统被所述仿真信号触发后产生保护输出记录样本,经第二通道选择器300传输给高速记录卡400。
在本实施例中,核电厂数字控制系统500的反应堆保护系统接收到所述成组的模拟量仿真信号,并进行逻辑运算,当所述成组的模拟量仿真信号中的保护输入记录样本到达预设阈值时,将触发所述反应堆保护系统向所述安全逻辑机柜系统发出所述保护输出记录样本,所述保护输出记录样本进而通过第二通道选择器300预先接通的通路传送至高速记录卡400。
S5、记录并传输变化时差数据:高速记录卡400自动记录所述保护输入记录样本和保护输出记录样本的变化时差数据,并将所述变化时差数据传输给集成控制器100进行处理。
在本实施例中,参见图6,所述变化时差曲线包括:保护输入记录样本的电压值随时间的变化曲线;以及保护输出记录样本的电压值随时间的变化曲线。图中,横坐标表示时间;纵坐标表示电压;t1为所述保护输入记录样本达到阈值的时间;t2为所述安全逻辑机柜系统发出保护输出记录样本的时间。
S6、计算反应堆保护通道响应时间:集成控制器100根据所述变化时差曲线分析计算得出反应堆保护通道响应时间。
在本实施例中,集成控制器100根据t1和t2对应的时间值,做差即可得到相应的反应堆保护通道响应时间(t2-t1)。
具体地,所述反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法还包括:
步骤SA,仿真初始条件。
在本实施例中,试验员对核电厂数字控制系统500进行调整,稳定功率平台,为后续试验做好准备。
步骤SB,确认无保护信号触发。
在本实施例中,为了确保试验结果的可靠性,试验前,必须先确认没有保护信号被触发,建立非跳堆跳机运行环境。
步骤SC,设置隔离条件。
在本实施例中,由于部分项目之间或同一项目内部不同步骤之间具有关联的逻辑关系,执行下一个项目之前,需要隔离上一个项目相关逻辑以免干扰试验测量结果。在执行下一个项目之前,人机交互设备800自动暂停试验并弹出提示窗口提醒试验员手动执行必要的隔离。
步骤SD,仿真试验项目前提条件。
在本实施例中,试验员根据选定的试验项目所需的前提条件,通过人机交互设备800更改网络配置,更改模拟量采集类型,更改量程,更改模拟量默认设定值,根据不同模拟量触发引起的变化幅度更改所述模拟量变化采集的阈值以达到试验所需的前提条件(部分项目需要功率工况以外的特殊前提,需要在项目执行过程中根据需要设置)。
步骤SE、取消隔离设置。
在本实施例中,完成一个项目的试验后,人机交互设备800弹出提示窗口提示试验员取消试验前设置的隔离条件。
步骤SF、恢复试验项目相关数据至初始条件,以稳定功率平台。
步骤SG、根据执行每一个项目得出的试验结果得出综合性结论。
在本实施例中,将算出每一个项目对应的所述保护通道响应时间与标准时间要求比对,得到所述保护通道响应时间是否满足要求的结论。
需要说明的是,上述步骤SA和步骤SB在步骤S1之前一次完成,步骤SC、和步骤SD按先后顺序依次地在步骤S1和步骤S2之间完成,步骤SE、步骤SF和步骤SG则在步骤S6之后依次进行。另外在开始试验之前还有以下准备工作:首先将集成控制器100的仿真信号输出模块101与核电厂数字控制系统500的反应堆保护系统连接,将第二通道选择器300与核电厂数字控制系统500的安全逻辑机柜系统连接,将人机交互设备800与集成控制器100连接。
综上所述,实施本发明提供的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统及方法具有以下有益效果:
1、将集成控制器100、第一通道选择器200、第二通道选择器300和高速记录卡400合理的组合运用,实现了试验过程的自动化和数据处理的自动化,试验过程自动化包括自动试验流、试验先决条件提醒、试验过程提醒、自动触发保护、自动采集试验数据等,有效地解决了现有技术中手动试验工期长的问题。数据处理的自动化包括自动数据运算、自动标准比对、自动试验结果生成等,由此提高了数据处理环节的可靠性和准确性。
2、本发明中利用集成控制器100自动作业代替人工作业,从而降低试验过程中的误操作的风险、试验的人力成本,同时提高了试验过程中试验员的安全系数。
3、本发明中利用通道选择器进行自动的通路选择,减少了试验中临时电缆的应用数量,从而节约了试验过程中的物资消耗。
4、智能化自动作业的高效率使得在役机组大修期间完成全部保护响应时间测试成为可能,能够准确判断保护系统的可用性。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,其特征在于,包括:
集成控制器,连接核电厂数字控制系统,用于输出成组仿真信号和通道选择控制信号;
第一通道选择器,连接所述集成控制器,用于接收所述成组仿真信号,并根据所述通道选择控制信号选择一个信号作为保护输入记录样本;
第二通道选择器,连接所述集成控制器和所述核电厂数字控制系统,用于接收并根据所述通道选择控制信号输出保护输出记录样本,所述保护输出记录样本由所述核电厂数字控制系统因接收所述仿真信号而触发产生的;
高速记录卡分别连接所述集成控制器、第一通道选择器和第二通道选择器,用于记录所述保护输入记录样本和保护输出记录样本的变化时差数据,并将所述变化时差数据提供给所述集成控制器,所述集成控制器还用于根据所述变化时差数据计算得出反应堆保护通道响应时间。
2.根据权利要求1所述的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,其特征在于,包括通过所述集成控制器的人机接口与所述集成控制器连接的人机交互设备。
3.根据权利要求2所述的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,其特征在于,所述人机交互设备具有设备配置及诊断人机界面、试验流程及数据处理界面和试验配合界面。
4.根据权利要求1所述的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,其特征在于,所述仿真信号输出模块包括用于输出模拟量信号的第一单元和用于输出开关量信号的第二单元。
5.根据权利要求1所述的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,其特征在于,所述集成控制器具有:
数据采集模块,与所述高速记录卡连接,用于采集所述变化时差数据;
数据分析模块,与所述数据采集模块连接,用于根据所述变化时差数据分析得出反应堆保护通道响应时间。
6.根据权利要求5所述的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,其特征在于,所述集成控制器具有:
打印设备接口,同时与所述数据采集模块和所述数据分析模块连接,用于连接打印设备。
7.根据权利要求1所述的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,其特征在于,所述第一通道选择器包括四个第一通道选择卡和五个第二通道选择卡。
8.根据权利要求7所述的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,其特征在于,在第一通道选择器中,五个所述第二通道选择卡中的一个同时连接所述高速记录卡以及其余四个第一通道选择卡和四个所述第二通道选择卡。
9.根据权利要求7所述的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,其特征在于,所述第二通道选择器包括两个所述第二通道选择卡。
10.根据权利要求7所述的反应堆保护系统通道响应时间智能化测试系统,其特征在于,所述第一通道选择卡和第二通道选择卡均具有至少20个通道可供选择。
11.一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
集成控制器分别输出通道选择控制信号至第一通道选择器和第二通道选择器,所述第一通道选择器和第二通道选择器根据所述通道选择控制信号分别接通相应的通道;
集成控制器输出成组仿真信号至核电厂数字控制系统和第一通道选择器;
所述第一通道选择器选择一仿真信号作为保护输入记录样本传输至高速记录卡;
所述反应堆保护系统被所述仿真信号触发后产生保护输出记录样本,经所述第二通道选择器传输给所述高速记录卡;
所述高速记录卡自动记录所述保护输入记录样本和保护输出记录样本的变化时差数据,并将所述变化时差数据传输给集成控制器进行处理;
所述集成控制器根据所述变化时差数据分析计算得出反应堆保护通道响应时间。
12.根据权11所述的一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法,其特征在于,所述成组仿真信号包括成组模拟量仿真信号和成组开关量仿真信号。
13.根据权11所述的一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法,其特征在于,所述第一通道选择器包括四个第一通道选择卡和五个第二通道选择卡。
14.根据权13所述的一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法,其特征在于,在所述第一通道选择器中,五个所述第二通道选择卡中的一个同时连接所述高速记录卡以及其余四个第一通道选择卡和四个所述第二通道选择卡。
15.根据权13所述的一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法,其特征在于,所述第二通道选择器包括两个所述第二通道选择卡。
16.根据权13所述的一种反应堆保护系统通道响应时间智能化测试方法,其特征在于,所述第一通道选择卡和第二通道选择卡均具有至少20个通道可供选择。
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