CN108922641B - 高温堆核电站保护系统的定期试验装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于核电站安全保护系统的测控技术领域，为了解决技术中对核电站保护系统进行定期试验的技术方案中存在的操作复杂、自动化程度低的技术问题，本发明提供一种高温堆核电站保护系统的定期试验装置和方法，所述装置包括：上位机，设置成能够输入多种试验操作信息、显示试验操作结果及与待测试高温堆核电站保护系统的通信；下位机，设置有用于待测试高温堆核电站保护系统对应硬接线数据的输出和采集的数据采集板卡和控制器；以及信号调理模块，设置成实现所述数据采集板卡和所述待测试高温堆核电站保护系统之间硬接线数据的转换与传输，以及所述上位机和所述待测试高温堆核电站保护系统之间通信数据的协议转换及传输。

Description

高温堆核电站保护系统的定期试验装置和方法

技术领域

本发明涉及核电站安全保护系统的测控技术领域，尤其涉及一种高温堆核电站保护系统的定期试验装置和方法。

背景技术

高温堆核电站保护系统是高温气冷堆重要的安全系统之一，用于连续监测按事故分析确定的保护变量，当保护变量超出整定值时，执行相应的保护动作，用来防止高温气冷堆的状态超过规定的安全限值，或在设计基准事故发生时制止事故扩展或缓解由此引起的后果。

而对高温堆核电站保护系统进行定期试验，是保证高温堆核电站保护系统在实际运行过程中能够安全运行的前提，因此提供一种高温堆核电站保护系统的定期试验装置和方法显得相当重要。

但是发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术并没有高温堆核电站保护系统进行定期试验的技术方案，而本领域技术人员容易想到的是参考压水堆核电站保护系统进行定期试验的技术方案；而现有技术中提供的对压水堆核电站保护系统进行定期试验的技术方案至少存在以下不足：

1、某些试验方案(例如基于三菱的MELTAC平台)存在：T1试验通过人工标定、检验；T2、T3试验由保护通道机柜的自动试验装置和专设安全设施驱动机柜的自动试验装置来完成，试验过程中还需要配合主控室的安全显示单元。其中，保护通道机柜的试验装置采用便携式，4个保护组共用一个，当试验时才与机柜连接，专设安全设施驱动机柜的试验装置集成在其机柜内，每个系列各一个，只有当试验时才接通电源。

2、对于某些核电站保护系统中的试验装置(例如基于COMMON Q平台的)，保护系统中四个冗余通道分别配备一个维护和测试子系统，定期试验功能由子系统完成，部分试验需要手动强制变量参数来实现。

3、对于某些核电站保护系统中的试验装置(例如基于美国Tricon V10，通过与之配套的Tristation工作站)，完成T2试验功能时，试验装置一次仅能与一台控制器连接，因此，至少需要同时配置6台试验装置才能执行保护逻辑验证和硬接线连接检查；试验过程中有大量的手动执行和强制变量工作，存在着自动化程度低、试验操作复杂、人因风险高等问题。

4、现有的某些核电站定期试验装置通过维护试验工具、AT装置、试验面板、试验端子配合完成T1、T2、T3试验；被测保护系统需集成试验端子，手动控制试验端子完成试验信号切换；信号的注入需要外接标准信号源或短接线，部分试验需要人工记录并判断数据。

发明内容

为了解决技术中对核电站保护系统进行定期试验的技术方案中存在的操作复杂、自动化程度低的技术问题，本发明提供一种高温堆核电站保护系统的定期试验装置和方法，能够不需要在不同试验阶段使用不同类型的试验装置，且操作简单、自动化程度高。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案包括：

本发明一方面提供一种高温堆核电站保护系统的定期试验装置，其特征在于，包括：

上位机，设置成能够输入多种试验操作信息和显示试验操作结果，并且还能够与待测试高温堆核电站保护系统通信；

下位机，设置有用于待测试高温堆核电站保护系统对应硬接线数据的输出和采集的数据采集板卡和控制器；以及

信号调理模块，设置成实现所述数据采集板卡和所述待测试高温堆核电站保护系统之间硬接线数据的转换与传输，以及所述上位机和所述待测试高温堆核电站保护系统之间通信数据的协议转换及传输。

本发明实施例优选地，所述信号调理模块对所述待测试高温堆核电站保护系统被测通道进行试验时，通过MAC地址的配置与不同通道通信，在与其中任意一个通道进行通信时，通过多个网口发送除被测试通道外的其他通道的试验通信数据，并通过多个网口接收被测通道的试验通信数据；使得通信数据的自动注入和接收通信数据，而不需要手动强制被测通道接收到的其他通道的逻辑变量。

本发明实施例优选地，所述上位机输入的多种试验操作信息包括T1的定值比较试验的操作信息、T2试验的操作信息及T3的停堆断路器试验的操作信息、紧急停堆连锁信号输出试验的操作信息和专设安全触发输出试验的操作信息；所述下位机中的控制器基于所述上位机输入的多种试验操作信息，生成需要发送至所述待测试高温堆核电站保护系统的切换控制信号和对应硬接线数据。

本发明实施例优选地，所述信号调理模块包括：AO调理板卡、DI调理板、DO调理板卡及通信交换板卡。

本发明实施例优选地，所述装置还包括：自检模块，用于对所述定期试验装置输入输出通道是否良好的自我检查。

本发明另一方面还提供一种高温堆核电站保护系统的定期试验方法，其特征在于，包括：

S1、接收输入的多种试验操作信息中的至少一种操作信息；

S2、基于所述至少一种操作信息，生成待测试高温堆核电站保护系统的试验切换信号，并输出至保护系统，将保护系统的现场的硬接线信号和通信信号切换为试验信号；

S3、基于所述至少一种操作信息，生成待测试高温堆核电站保护系统的硬接线数据和通信数据，并输出至保护系统；

S4、将定期试验装置侧和所述待测试高温堆核电站保护系统之间进行硬接线数据类型的转换与传输；以及将所述定期试验装置侧和所述待测试高温堆核电站保护系统之间通信数据进行协议转换与传输；

S5、根据试验准则进行试验结果的判定；

S6、显示试验操作结果。

本发明实施例优选地，所述步骤S4中，通过MAC地址的配置与不同通道通信，在与其中任意一个通道进行通信时，通过多个网口发送除被测试通道外的其他通道的试验通信数据，并通过多个网口接收被测通道的试验通信数据。

本发明实施例优选地，所述步骤S1中输入的多种试验操作信息包括T1的定值比较试验的操作信息、T2试验的操作信息及T3的停堆断路器试验的操作信息、紧急停堆连锁信号输出试验的操作信息和专设安全触发输出试验的操作信息；所述步骤S2中的基于所述输入的多种试验操作信息，生成需要发送至所述待测试高温堆核电站保护系统的切换控制信号和对应硬接线数据。

本发明实施例优选地，所述步骤S4中，通过AO调理板卡、DI调理板卡、DO调理板卡传输所述待测试高温堆核电站保护系统的硬接线试验数据；通过通信交换板卡传输所述待测试高温堆核电站保护系统的通信试验数据。

本发明实施例优选地，所述方法还包括：对所述定期试验装置输入输出通道是否良好的自我检查。

采用本发明提供的上述技术方案，可以至少获得以下有益效果中的一种：

1、采用上述技术方案，在试验前通过定期试验装置发送切换控制信号到待测试高温堆核电站保护系统，从硬件上实现现场信号(包括硬接线数据、通信数据)到试验信号的切换，切换后，定期试验装置可以模拟现场信号来注入对应的试验信号，并接收保护系统对该信号的响应。

2、采用上述技术方案，将定期试验装置侧和所述待测试高温堆核电站保护系统之间进行硬接线数据的转换与传输，以及将所述定期试验装置侧和所述待测试高温堆核电站保护系统之间通信数据的协议转换与传输；这样对被测通道发送来自其他通道的试验通信数据，不需要强制改变保护系统软件中的逻辑变量，不影响保护系统的软件，减小软件失效因素的影响。

3、提供了上位机，通过虚拟仪器技术实现人机交互，提供给用户友好的人机界面；并采用信号调理模块中自定义的通信交换板卡，结合了网络通信技术，实现多通道通信数据的收发；从信号注入、回读、判断，到报表生成，整个过程自动完成；相比传统的试验方案，需要手动强制注入或回读信号，上述技术方案能够节省了大量人力和时间，并减少了人为干预；自动化程度高。

4、将多种类型的试验功能(例如将T1、T2、T3试验功能)集成在一起，功能高度集成；实现对高温堆保护系统所有通道的定期试验，可快捷高效地实现对高温堆保护系统的功能测试。

5、还提供了对试验装置自身输入输出功能自我检查的自检模块，进一步提高了试验装置的稳定性。

发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书变得显而易见，或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例提供一种高温堆核电站保护系统的定期试验装置的结构框图。

图2为本发明实施例提供一种被测高温堆核电站保护系统的定期试验范围图。

图3为本发明实施例提供一种高温堆核电站保护系统的定期试验方法原理对应的流程图。

图4为本发明实施例提供一种高温堆核电站保护系统的定期试验装置正面结构框图。

图5为本发明实施例提供一种高温堆核电站保护系统的定期试验装置背面结构框图。

图6为本发明实施例提供高温堆核电站保护系统的定期试验方法上电之后的流程图。

图7为本发明实施例提供高温堆核电站保护系统的定期试验方法中选择菜单的示意图。

图8为本发明实施例提供高温堆核电站保护系统的定期试验方法中执行第一选项的流程图。

图9为本发明实施例提供高温堆核电站保护系统的定期试验方法中执行第二选项的流程图。

图10为本发明实施例提供高温堆核电站保护系统的定期试验方法中执行第三选项的流程图。

图11为本发明实施例提供高温堆核电站保护系统的定期试验方法中执行第四选项的流程图。

图12为本发明实施例提供高温堆核电站保护系统的定期试验方法中执行第五选项的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，这些具体的说明只是让本领域普通技术人员更加容易、清晰理解本发明，而非对本发明的限定性解释；并且只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组控制器可执行指令的控制系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

下面通过附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述：

如图1所示，本发明实施例提供一种高温堆核电站保护系统的定期试验装置100，该装置100包括：

上位机110，设置成能够输入多种试验操作信息和显示试验操作结果；即用户能够在上位机110中输入多种不同类型的试验操作信息，例如操作指令、试验参数、试验条件等；并且还能将试验之后的操作结果按照预定的显示方式直观地显示出来；并且还能够与待测试高温堆核电站保护系统通信；

下位机，设置有用于待测试高温堆核电站保护系统对应硬接线数据的输出和采集的数据采集板卡和控制器；以及

信号调理模块，设置成实现所述数据采集板卡和所述待测试高温堆核电站保护系统之间硬接线数据的转换与传输，以及所述上位机和所述待测试高温堆核电站保护系统之间通信数据的协议转换及传输

下位机120，设置有用于待测试高温堆核电站保护系统对应硬接线数据的输出和采集的数据采集板卡和控制器；具体地，下位机120设置成包括实时控制器121(“实时”代表实时操作系统，英文全称为Real-Time，简称RT)，实时控制器121和上位机110之间通过交换机140通信，实时控制器121接收到上位机中输入的试验操作信息，转化为对应的具体测试信号，例如模拟电压/电流信号，数字信号；并且通过数据采集板卡(例如，模拟信号输出板卡(AO板卡)122，数字信号输出板卡(DO板卡)125，数字信号输入板卡(DI板卡)124，或者将数字输入板卡和数字输出板卡合并为一种板卡)在实时控制器121和其他模块之间进行数据传输；

信号调理模块130，设置成实现所述数据采集板卡和所述待测试高温堆核电站保护系统之间硬接线数据的转换与传输，以及所述上位机和所述待测试高温堆核电站保护系统之间通信数据的协议转换及传输；即信号调理模块130主要是用于在下位机120和被测系统之间进行信号转换和传输，一方面，将下位机120中的硬接线数据转换为被测系统能够直接执行的硬接线数据类型，并传输至被测系统200，另一方面，将被测系统200反馈的测试结果的硬接线数据又能转换为下位机120能够识别的数据类型，并传输至下位机120；同时，一方面，能够将上位机110侧输出的待测试高温堆核电站保护系统中除被测试通道外的其他通道相关通信试验数据，进行通信协议的转换，并传输至被测系统200，另一方面，被测系统200反馈的本通道相关通信试验数据结果，也能进行通信协议转换，并传输至上位机110。

因此，被测对象的测试通道能够快速完成定期试验，无需中间额外增加测试数据转换的操作；并且对被测通道发送来自其他通道的试验通信数据，不需要强制改变保护系统软件中的逻辑变量，不影响保护系统的软件，减小软件失效因素的影响。

本实施例优选地，高温堆核电站保护系统中包括保护逻辑柜和安全触发柜，其中保护逻辑柜分为A、B、C、D四个通道，安全触发柜分为A、B两列，在试验过程中，下位机要和保护系统的保护逻辑柜、安全触发柜传输硬接线数据，与保护逻辑柜的各个通道传输通信数据。

本实施例优选地，信号调理模块的通信交换板卡对待测试高温堆核电站保护系统被测通道进行试验时，通过MAC(Media Access Control或者Medium Access Control地址，意译为媒体访问控制，或称为物理地址、硬件地址，用来定义网络设备的位置)地址的配置与不同通道通信(例如A、B、C、D通道)，在与其中任意一个通道进行通信时，通过多个(例如3个)网口发送除被测试通道外的其他通道的试验通信数据，通过多个(例如2个)网口接收被测通道的试验通信数据。该过程从硬件上实现了通信数据的自动注入和接收，不需要手动强制被测通道接收到的其他通道的逻辑变量。

本实施例优选地，上位机输入的多种试验操作信息包括T1的定值比较试验的操作信息、T2试验的操作信息及T3的停堆断路器试验的操作信息、紧急停堆连锁信号输出试验的操作信息和专设安全触发输出试验的操作信息；下位机中的控制器基于上位机输入的多种试验操作信息，生成需要发送至待测试高温堆核电站保护系统的切换控制信号和对应硬接线数据。

需要补充说明的是，本实施例提及的T1、T2、T3的含义分别为：

T1：定值比较功能和性能的检验，通过定期试验进行检验；

T2：逻辑功能的检验，即针对系统逻辑功能的试验，包括输入模块、信号处理装置、符合逻辑、输出模块功能的检验，通过定期试验进行检验；

T3：针对停堆断路器驱动装置、停堆断路器、专设安全设施驱动装置、紧急停堆联锁信号输出装置的试验，通过定期试验进行检验。

本实施例优选地，信号调理模块包括：AO调理板卡133、DI调理板133、DO调理板卡134及通信交换板卡132；其中，本实施例中提及的各个调理板卡可以是单独的，也可以是多个集成在一起使用的。

本实施例优选地，该装置100还包括：自检模块190，用于对定期试验装置输入输出通道是否良好的自我检查。该装置还设置有分别向上位机110、下位机120、信号调理模块130、自检模块140提供电源的电源模块180。

更具体地，本实施例提供的上位机110由一台研华工控机(型号为PCA-6010双核，2.8G，内存2G，160G硬盘)、KVM(KVM是Keyboard(键盘)、Video(显示器)、Mouse(鼠标)的缩写。KVM一体机一般都集成有KVM切换器、液晶显示器、键盘、触摸或轨迹球鼠标，并且通常都配有导轨，用于在机柜中安装，整机都可以折叠)一体化显示器(ATEN CL-1200MA，17寸LCD)及打印机(HP1008)构成，用于人机交互操作。在研华工控机上运行上位机软件，KVM一体化显示器包括显示器、键盘、鼠标，提供用户软件界面的操作和显示，打印机提供报表打印功能；工控机网口通过网线与以太网交换机连接，分配网口给下位机和通信交换板卡。

本实施例提供的下位机120由美国国家仪器(简称NI)公司的PXI(英文全称PCIextensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展，是一种由NI公司发布的坚固的基于PC的测量和自动化平台)机箱、RT(Real-Time)控制器及高速高精度AO、DIO数据采集板卡构成，用于硬接线数据的输出和采集。RT控制器上运行下位机软件，控制数据采集板卡发送模拟量信号(4～20mA)和数字量硬接线信号(5V TTL)至被测系统，并接收被测系统的数字量硬接线信号，下位机与被测系统之间的信号传递需经过信号调理模块进行转接。RT控制器选用PXI-8108，配有2.53GHz双核处理器和800MHz DDR2内存；数据采集卡(AO)选用PXI-6704，提供16路模拟量输出；数据采集卡(DIO)选用PXI-6224，提供48路数字量输出\输入。RT(英文全称Real-Time，代表实时操作系统)控制器通过网线与以太网交换机连接，AO、DIO数据采集板卡通过NI的专用线缆与信号调理模块中的信号调理背板连接。

本实施例提及的一种优选的高温堆保护系统采用四通道冗余和两级四取二(“2/4”)表决的结构，反应堆停堆系统(也称为保护逻辑柜)由A、B、C、D四个冗余通道(或列)组成，每个通道进一步分为x、y两个子组，专设安全设施驱动系统(也称为安全触发柜)由A、B两列组成。依据相关法规要求，对高温堆保护系统的定期试验方案设计采用分段交迭试验方法，分为T1、T2、T3试验，每段试验之间均考虑充分的交迭，定期试验范围如图2所示：T1试验对传感器信号及通道定值比较功能进行验证；T1试验分为两部分：交叉检验和定值比较试验。前者通过通过定期对安全显示装置各通道显示的信息进行记录、分析和比较，以检验敏感元件、信号隔离装置的设备有无故障以及输入信号有无漂移等，需要试验人员手动比对；后者通过定期试验装置实现，由于数字化保护系统中定值比较通过软件实现，因此该试验主要中检验通道定值比较功能的正确性及动作值是否在限值范围内。T2试验用于验证逻辑符合装置逻辑符合功能的正确性，以及逻辑符合装置输出触点是否正确动作，T2试验通过定期试验装置实现。T3试验用于验证停堆断路器驱动装置的逻辑是否正确、对应的停堆断路器是否能够正确动作以及专设安全设施驱动装置和紧急停堆联锁动作信号输出装置输出信号是否正常，T3试验通过定期试验装置实现。在反应堆停堆和运行过程中，试验装置均可对反应堆保护系统进行定期试验，且不会对保护系统造成干扰。

信号调理模块130包括信号调理机箱、信号调理背板、AO调理板卡、DIO调理板卡及通信交换板卡。其中，信号调理背板主要为AO调理板卡、DI调理板卡、DO调理板卡和通信交换板卡提供电源和信号转接通道。AO调理板卡为8通道模拟量输出信号调理转接板卡，将下位机输出的4～20mA信号调理成二线制4～20mA信号供给现场使用；DO调理板卡为24通道数字量输出信号的调理转接板卡，将下位机输出的0～5V的电压信号调理成触点型信号输出；DI调理板卡为24通道数字量输入信号的调理转接板卡，将输入的触点型信号调理成0～5V的电压型数字量信号输出到下位机。AO、DO、DI调理板卡通过DB25芯预制电缆与端子排连接，通过端子排将信号转接到定期试验装置机柜的外部硬接线接口上。

通信交换板卡(CSM，通信交换板卡，用于通信协议转换和数据传输)完成自定义协议的转换功能，实现上位机与高温堆现场控制站之间的可靠的站间通讯；其网口ETH6通过网线与以太网交换机连接，实现与上位机的通信；网口ETH1～ETH4通过预制线缆与定期试验装置机柜的外部通信接口连接，实现与高温堆保护系统的通信；优选地，本实施例中，定期试验装置需要两块CSM板卡，一块CSM板卡负责模拟发送除被测通道外的其他通道相关通信试验数据，至高温堆保护系统；一块CSM板卡负责接收高温堆保护系统本通道的通信试验数据，至上位机进行处理。

自检模块190主要由自主研发的自检机箱构成，可实现定期试验装置输入输出通道的自我检查。自检模块190面板上设置有航空连接器插座，通过面板的航空连接器插座与定期试验装置机柜的接口连接，实现硬接线数据的输入输出。自检模块的AO通道检测端对应定期试验装置的AO通道，通过仪表测量AO通道的电流大小；DO通道自检灯对应定期试验装置的DO通道，DO通道为1，对应的DO通道自检灯亮，反之则灯灭；DI通道自检按钮对应定期试验装置的DI通道，按下按钮，则所有DI通道采集为1，松开按钮，所有DI通道采集为0。

电源模块180向上述上位机中KVM、打印机，下位机中工控机、NI-PXI机箱分别提供220电源，并将220V电源转换为24V直流开关电压提供给信号调理模块的机箱，还将220V电源转换为5V直流开关电源提供给自检机箱。

另外，本实施例提供的定期试验装置100与高温堆保护系统连接的接口安装在其机柜后门外侧，包括硬接线接口和通信接口；其中，1A、1B、2A、2B、CONA、CONB为航空连接器插头170，发送和接收硬接线数据；COM_1T、COM_2T、COM_3T为通信航空连接器插头160，COM1_T接口模拟发送A、B通道试验逻辑相关信号，COM2_T接口模拟发送C、D通道试验逻辑相关信号，COM3_T接口分别接收被测通道信号处理机箱和逻辑符合机箱的逻辑输出信号；PWR为电源插头。

另外，为了方便布线和便于现场实施，如图4、图5所示，本实施例提供的定期试验装置的机柜1000前表面包括柜门，柜门打开之后，机柜内设置有线缆箱1010、交换机1020、支撑电缆箱的地板1030、KVM1040、工控机1050、下位机1060(包括机箱、主控控制器、AO板卡、DIO板卡)、信号调理模块1070、位于信号调理模块下方的底板1030；定期试验装置的机柜1000后表面包括打印机1080、自检模块1090(对应于图1中的190)，KVM背面、工控机背面、下位机1060机箱背面、信号调理模块背面。

如图3所示，本实施例还提供一种高温堆核电站保护系统的定期试验方法，该方法包括：

S110、接收输入的多种试验操作信息中的至少一种操作信息；即用户输入多种不同类型的试验操作信息，例如操作指令、试验参数、试验条件等

S120、基于至少一种操作信息，生成待测试高温堆核电站保护系统的试验切换信号，并输出至保护系统，将保护系统的现场的硬接线信号和通信信号切换为试验信号；这样让保护系统切换到试验状态；

S130、基于至少一种操作信息，生成待测试高温堆核电站保护系统的硬接线数据和通信数据，并输出至保护系统；即接收到步骤S110输入的试验操作信息，转化为对应的具体测试信号，例如模拟电压/电流信号，数字信号；并且通过数据采集板卡(例如，模拟信号输出板卡(AO板卡)122)将信号输出至高温堆核电站保护系统，并采集高温堆核电站保护系统的试验信号；

S140、将定期试验装置侧和待测试高温堆核电站保护系统之间进行硬接线数据的类型转换与传输；以及将定期试验装置侧和待测试高温堆核电站保护系统之间通信数据进行类型转换与传输；即在定期试验装置和被测系统之间进行信号转换和传输，一方面，将定期试验装置的硬接线数据类型转换为被测系统能够直接执行的数据类型，并传输至被测系统，另一方面，将被测系统反馈的测试结果的硬接线数据类型又能转换为定期试验装置能够识别的数据类型，并传输至定期试验装置；同时，一方面，能够将定期试验装置侧输出的通信试验数据，进行通信协议的转换，并传输至被测系统，另一方面，被测系统反馈的通信试验数据结果，也能进行通信协议转换，并传输至定期试验装置；

S150、根据试验准则进行试验结果的判定；根据预设的试验要求，例如哪些参数需要满足什么条件才合格，哪些参数超出允许范围，最后的测试结果是否通过等；

S160、显示试验操作结果，即将测试结果按照预定的排版方式显示出来。

本实施例优选地，步骤S140中，通过MAC地址的配置与不同通道通信，并通过多个网口发送除被测试通道外的其他通道的试验通信数据，使得不需要手动强制被测通道接收到的其他通道的逻辑变量。

本实施例优选地，步骤S110中输入的多种试验操作信息包括T1的定值比较试验的操作信息、T2试验的操作信息及T3的停堆断路器试验的操作信息、紧急停堆连锁信号输出试验的操作信息和专设安全触发输出试验的操作信息；步骤S2中的基于输入的多种试验操作信息，生成需要发送至待测试高温堆核电站保护系统的对应硬接线数据。

本实施例优选地，步骤S140中，通过AO调理板卡、DI调理板、DO调理板卡传输待测试高温堆核电站保护系统的硬接线数据；通过通信交换板卡传输待测试高温堆核电站保护系统中的通信试验数据。

本实施例优选地，该方法还包括：对定期试验装置输入输出通道是否良好的自我检查。

具体地，定期试验装置的系统软件，基于虚拟仪器技术LabVIEW平台进行开发；由于NI公司的软硬件技术具有高效、开放、灵活、功能强大、用户定义等诸多优点，与传统测试平台相比，测试效率可以得到大大提高，准确性、可靠性、扩展性也得到了改善；软件设计分为上位机软件、下位机软件两部分，上下位机之间使用TCP/IP协议进行通信。上位机软件主要实现人机界面显示及系统管理、试验参数配置、文件管理、装置自检、定期试验功能模块，下位机软件主要实现装置自检和定期试验功能模块。

如图6所示，本实施例提供的高温堆核电站保护系统的定期试验方法上电之后的流程图包括：

S1000、机柜上电，即准备开始定期试验，开启机柜的电源开关；

S1002、下位机上电、下位机软件包启动；即下位机硬件上电，其内的软固件也启动，进入就绪状态；

S1004、启动上位机，上位机上电后启动上位机软件，使得用户能够开始输入操作信息；

S1006、用户登录；

S1008、核对用户输入的用户名和密码是否正确，如果正确，执行步骤S1010，否则返回让用户重新输入(S1006)；

S1010、进入主界面；然后分别选择不同的操作，例如操作A、B、C、D、E等。

优选地，本实施例中上位机软件的人机界面采用简洁友好的Windows风格，主要分为四个部分，菜单操作区111、系统指示区112、测试显示区114、及功能按钮区113，软件主界面如图7所示。菜单操作区和功能按钮区提供给用户执行接口，完成定期试验的操作指令，系统指示区和测试显示区提供给用户观察接口，显示系统状态、用户信息、试验名称、测试项及试验内容。

当用户执行操作A时，在选择菜单中执行系统管理(S1100)，然后可以执行停止下位机操作(S1101)，PXI板卡重置操作(S1102)，PXI板卡自检测操作(S1103)，切换用户操作(S1104)，用户管理操作(S1105)；当用户执行切换用户操作时，接下来执行重新登陆(S1106)；当用户选择用户管理操作时，接下来可以执行多种用户信息的操作；完成之后，直接返回至步骤S1010。具体地：

系统管理功能由上位机软件实现，包括用户管理、PXI板卡自检、PXI板卡重置、停止下位机功能。

用户管理功能包括：添加用户、修改权限、修改密码和删除用户功能。定期试验装置软件采用三级用户权限管理方式：操作员(Operator)、维护员(Manager)、管理员(Administrator)，用户登录时根据用户的权限，在软件主界面上开放相应可操作的功能按钮。

PXI板卡自检是调用NI的底层程序对下位机所用到的采集板卡进行自检，该项功能用于当下位机工作不正常时检查板卡状态；PXI板卡重置是调用NI的底层程序对下位机所用到的采集板卡进行初始化操作，该项功能用于当下位机工作不正常时将板卡重置为初始化状态；停止下位机功能用于停止下位机软件的运行。

当用户执行操作B时，在选择菜单中执行试验参数设置(S1200)，然后可以读取配置文件(S1201)，修改参数(S1202)，更新配置文件(S1203)，然后返回至步骤S1010。这样用户在执行不同的被测对象或者不同试验条件时，可以快速完成切换。具体地：

该功能由上位机软件实现，定期试验装置的试验参数通过参数配置文件输入，可通过参数配置管理功能查在线看和修改参数配置文件，更新定期试验装置生成试验信号时所用的试验参数。

当用户执行操作C时，在选择菜单文件管理(S1300)，然后可以分别执行系统日志子选项(S1301)、试验报告子选项(S1302)、自检报告子选项(S1303)；进一步还可以分别执行查看文件(S1304)、删除文件(S1305)、打印文件(S1305)；完成之后，返回至步骤S1010。

当用户执行操作D时，在选择菜单中选择装置自检(S1400)，然后可以执行AO校验(S1401)、AO自检(S1402)、DO自检(S1403)、DI自检(S1404)，生成自检文件(S1405)；完成之后，返回至步骤S1010。具体地：

装置自检功能包括AO通道自检、AO通道校准、DO通道自检和DI通道自检功能。装置通过外部的硬接线接口与自检模块连接。用户通过软件主界面的定期试验菜单栏选择装置自检的子菜单，执行相应功能。

AO通道自检：装置对所选通道分别输出二线制4、12、20mA电流，用户需使用能够标准仪表在自检模块的AO检测端测量相应通道的电流，该仪表的精度需满足0.1％的测量，用户将读数输入软件主界面后，自动判定AO通道精度是否超差，并生成报表。

AO通道校准：装置对所选通道分别输出二线制4、12、20mA电流，用户需使用能够标准仪表在自检模块的AO检测端测量相应通道的电流，该仪表的精度需满足0.1％的测量，用户将读数输入软件主界面后，软件自动生成校准系数，并生成报表。

DO通道自检：DO通道自检时，装置对所有DO通道输出1和0，用户观察自检模块上的DO自检指示灯状态来判断DO通道通断是否正常，并将观察结果通过软件界面反馈给装置，装置自动判定结果并生成报表。

DI通道自检：进行DI通道自检时，用户需按下和松开自检模块上DI通道自检按钮，系统对所有DI通道进行采集，根据采集结果是否为全1或全0来判断DI通道通断是否正常，装置自动判定结果并生成报表。

当用户执行操作E时，在选择菜单中选择定期试验(S1500)，然后可以分别执行T1试验(S1501)、T2试验(S1502)、T3试验(S1503)；进一步分别执行选择测试项目(S1504)、读取配置文件参数(S1504)、试验完成(S1505)、生成测试报告(S1506)；完成之后，返回至步骤S1010。具体地：

定期试验装置需要完成的功能有：T1的定值比较试验、T2试验及T3的停堆断路器试验、紧急停堆连锁信号输出试验和专设安全触发输出试验。试验前，先通过旁通按钮将被测通道旁通，使被测通道不影响保护系统的运行，试验结束后，将旁通恢复。试验时，通过定期试验装置外部接口与被测机柜进行线缆连接。进行T1试验、T2试验及T3的停堆断路器试验时，与被测通道(A、B、C、D)的保护逻辑柜(x、y子组)连接，测试单个通道的单个子组时，不需要拆接线缆即可顺序完成T1试验、T2试验及T3停堆断路器试验；进行T3的紧急停堆联锁信号输出试验和专设安全输出试验，与安全触发柜(A、B)连接。

(1)T1试验(定值比较)

用户通过软件主界面的定期试验菜单栏选择T1试验，选择需测试的通道及子组(某通道某子组)，选择试验项(可单选或全选)，整个试验过程自动完成并生成试验报表。

定期试验装置先输出DO切换信号，将被测通道中保护逻辑柜(x、y)的真实信号切换为试验信号；根据用户选择的某通道某子组，配置通信交换板卡各个网口的MAC地址，实现和被测机柜的地址匹配；装置根据文件中的试验参数生成一个试验用的斜坡式模拟量信号，注入到被测通道中，随着注入信号的增大\减小，被测通道相应的保护变量发生高\低动作信号；装置接收到保护变量的动作信号后，停止输出模拟量信号，并将当前模拟量信号值作为保护变量的动作试验值；将试验值与标定值进行比较，若在试验范围内判断该试验项通过。

(2)T2试验

用户通过软件主界面的定期试验菜单栏选择T2试验，选择需测试的通道及子组(某通道某子组)，选择试验项(可单选或全选)，整个试验过程自动完成并生成试验报表。

定期试验装置先输出DO切换信号，将被测通道的真实信号切换为试验信号；根据用户选择的某通道某子组，配置通信交换板卡各个网口的MAC地址，实现和被测机柜的地址匹配；根据事先编好的试验用例，装置输出四个通道的试验信号模拟不同工况下的逻辑组合，验证被测通道中保护逻辑柜(x、y)的4取2逻辑及各种工况下的降级逻辑，其中本通道的试验信号由数采板卡输出的硬接线信号实现，其他三个通道的试验信号由通信交换板卡输出的通信信号实现；装置采集被测通道的逻辑处理结果，与试验用例中的标定值进行比较，若一致则该试验项通过。

(3)T3试验

用户通过软件主界面的定期试验菜单栏选择T3试验，选择需测试的通道及子组(某通道某子组)，选择试验项(可单选或全选)，整个试验过程自动完成并生成试验报表。

T3停堆断路器试验：装置先输出DO切换信号，将被测通道的真实信号切换为试验信号；据用户选择的某通道某子组，配置通信交换板卡各个网口的MAC地址，实现和被测机柜的地址匹配；根据事先编好的试验用例，装置输出四个通道的试验信号，使被测通道中保护逻辑柜(x、y)输出触发信号，触发停堆驱动装置动作，并驱动停堆断路器脱扣动作；装置采集停堆断路器状态，与试验用例中的标定值进行比较，若一致则该试验项通过。

T3紧急停堆连锁信号输出试验：将被测安全触发柜旁通后，根据事先编好的试验用例，装置输出试验信号符合逻辑的不同组合，使被测安全触发柜输出紧急停堆联锁动作信号，同时装置采集紧急停堆联锁动作信号输出触点的状态，与试验用例中的标定值进行比较，若一致则该试验项通过。

T3专设安全触发输出试验：将被测安全触发柜旁通后，根据事先编好的试验用例，装置输出试验信号符合逻辑的不同组合，使被测安全触发柜输出专设安全触发输出信号，同时装置采集紧急停堆联锁动作信号输出触点的状态，与试验用例中的标定值进行比较，若一致则该试验项通过。

而且用户，还可以在步骤S1010之后，直接选择退出当前操作；通过软件自动将用户执行的操作写入操作日志。

采用本发明实施例提供的上述技术方案，可以至少获得以下有益效果中的一种：

1、采用上述技术方案，在试验前通过定期试验装置发送切换控制信号到待测试高温堆核电站保护系统，从硬件上实现现场信号(包括硬接线数据、通信数据)到试验信号的切换，切换后，定期试验装置可以模拟现场信号来注入对应的试验信号，并接收保护系统对该信号的响应。

2、采用上述技术方案，将定期试验装置侧和待测试高温堆核电站保护系统之间进行硬接线数据的转换与传输，以及将定期试验装置侧和待测试高温堆核电站保护系统之间通信数据的协议转换与传输；这样对被测通道发送来自其他通道的试验通信数据，不需要强制改变保护系统软件中的逻辑变量，不影响保护系统的软件，减小软件失效因素的影响。

3、提供了上位机，通过虚拟仪器技术实现人机交互，提供给用户友好的人机界面；并采用信号调理模块中自定义的通信交换板卡，结合了网络通信技术，实现多通道通信数据的收发；从信号注入、回读、判断，到报表生成，整个过程自动完成；相比传统的试验方案，需要手动强制注入或回读信号，上述技术方案能够节省了大量人力和时间，并减少了人为干预；自动化程度高。

4、将多种类型的试验功能(例如将T1、T2、T3试验功能)集成在一起，功能高度集成；实现对高温堆保护系统所有通道的定期试验，可快捷高效地实现对高温堆保护系统的功能测试。

5、还提供了对试验装置自身输入输出功能自我检查的自检模块，进一步提高了试验装置的稳定性。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后需要说明的是，上述说明仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，都可利用上述揭示的做法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和简单的替换等，这些都属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (8)

1.一种高温堆核电站保护系统的定期试验装置，其特征在于，包括：

上位机，设置成能够输入多种试验操作信息和显示试验操作结果，并且还能够与待测试高温堆核电站保护系统通信；

下位机，设置有用于待测试高温堆核电站保护系统对应硬接线数据的输出和采集的数据采集板卡和控制器；以及

信号调理模块，设置成实现所述数据采集板卡和所述待测试高温堆核电站保护系统之间硬接线数据的转换与传输，以及所述上位机和所述待测试高温堆核电站保护系统之间通信数据的协议转换及传输；

所述信号调理模块对所述待测试高温堆核电站保护系统被测通道进行试验时，通过MAC地址的配置与不同通道通信，在与其中任意一个通道进行通信时，通过多个网口发送除被测试通道外的其他通道的试验通信数据，并通过多个网口接收被测通道的试验通信数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上位机输入的多种试验操作信息包括T1的定值比较试验的操作信息、T2试验的操作信息及T3的停堆断路器试验的操作信息、紧急停堆连锁信号输出试验的操作信息和专设安全触发输出试验的操作信息；所述下位机中的控制器基于所述上位机输入的多种试验操作信息，生成需要发送至所述待测试高温堆核电站保护系统的切换控制信号和对应硬接线数据。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号调理模块包括：AO调理板卡、DI调理板、DO调理板卡及通信交换板卡。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：自检模块，用于对所述定期试验装置输入输出通道是否良好的自我检查。

5.一种高温堆核电站保护系统的定期试验方法，其特征在于，包括：

S1、接收输入的多种试验操作信息中的至少一种操作信息；

S2、基于所述至少一种操作信息，生成待测试高温堆核电站保护系统的试验切换信号，并输出至保护系统，将保护系统的现场的硬接线信号和通信信号切换为试验信号；

S3、基于所述至少一种操作信息，生成待测试高温堆核电站保护系统的硬接线数据和通信数据，并输出至保护系统；

S4、将定期试验装置侧和所述待测试高温堆核电站保护系统之间进行硬接线数据类型的转换与传输；以及将所述定期试验装置侧和所述待测试高温堆核电站保护系统之间通信数据进行协议转换与传输；并且通过MAC地址的配置与不同通道通信，在与其中任意一个通道进行通信时，通过多个网口发送除被测试通道外的其他通道的试验通信数据，并通过多个网口接收被测通道的试验通信数据；

S5、根据试验准则进行试验结果的判定；

S6、显示试验操作结果。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中输入的多种试验操作信息包括T1的定值比较试验的操作信息、T2试验的操作信息及T3的停堆断路器试验的操作信息、紧急停堆连锁信号输出试验的操作信息和专设安全触发输出试验的操作信息；并且通过下位机中的控制器基于上位机输入的多种试验操作信息，生成需要发送至所述待测试高温堆核电站保护系统的切换控制信号和对应硬接线数据。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，通过AO调理板卡、DI调理板、DO调理板卡传输所述待测试高温堆核电站保护系统的硬接线试验数据；通过通信交换板卡传输所述待测试高温堆核电站保护系统的通信试验数据。

8.根据权利要求5至7中任意一种所述的方法，其特征在于，还包括：对所述定期试验装置输入输出通道是否良好的自我检查。

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