CN110333702A - 用于核安全级仪控系统的维护方法、维护系统及保护通道 - Google Patents
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Abstract
本发明属于核电控制系统的技术领域，为了解决现有技术中维护装置与核安全级仪控系统之间电气隔离不彻底的技术问题，本发明提供一种用于核安全级仪控系统的维护方法、维护系统及保护通道，所述方法包括：在所述核安全级仪控系统中的保护通道内用第一光电转换模块连接至待维护的控制器，所述第一光电转换模块接收光信号，并转换为电信号输入至所述待维护的控制器；维护装置用第二光电转换模块连接至所述第一光电转换模块，所述第二光电转换模块将所述维护装置的电信号转换为光信号，并且所述第一光电转换模块和所述第二光电转换模块使用光纤传输信号。因此，能够实现电气隔离，以满足核电法规标准中对于安全级和非安全级设备间的隔离要求。
Description
技术领域
本发明涉及核电控制系统的技术领域，尤其涉及核电控制系统维护的技术领域，更具体地，涉及一种用于核安全级仪控系统的维护方法、维护系统及保护通道。
背景技术
核安全级数字化仪控系统(DCS，英文全称Distributed Control System)，被称为核电站的“神经中枢”，对于保证核电站安全、可靠、稳定运行发挥着重要作用；因此，对核安全级数字化仪控系统进行维护显得非常重要。
核安全级数字化仪控系统的组态、下装、参数修改等设备维护功能，一般均通过配套的维护装置实现。核安全级DCS系统的维护方式一般包括远程维护和就地维护：一、远程维护方式：维护装置在计算机房，通过交换机与分布于不同房间的安全级控制器进行连接，如图1所示；二、就地维护方式：维护装置在核安全级DCS机柜旁，采用网线与安全级控制器直接连接的方式，如图2所示。
由于维护装置为非安全级设备，根据核安全级法规标准要求，需要与核安全级控制器进行隔离。因此，核安全级DCS系统在线运行过程中，需断开核安全级控制器与维护装置的物理连接，以实现核安全级DCS设备与维护装置的隔离。在安全级DCS设备维护期间，需首先旁通需要维护的核安全级控制器，使其退出运行，再将维护装置与核安全级控制器连接并进行设备维护操作，以保证维护装置不会影响核安全级系统的保护功能。
但是发明人在实现本发明的过程中发现：1、现有技术中，在进行设备维护期间，即核安全级控制器与维护装置连接期间；低安全级别的维护装置(NC级，非安全级)与高安全级别的核安全级控制器仍存在电气连接，二者通过网线连接，未彻底实现电气隔离。2、核安全级控制器一般情况下均断开与维护装置的物理连接，在进行维护操作前，需临时将维护用网线连接至控制器。该方式增加了维护期间的操作步骤；且对于单个机柜或盘台内安装有多个控制器的情况，存在人因连接风险，导致对错误的控制器进行了维护操作的可能。3、对于图1中的连接方式，为保证不同通道或序列核安全级控制器之间的隔离，需要通过行政手段控制不同通道或序列的核安全级控制器不会同时连接至位于计算机房中的交换机，但仍存在由于管理不善导致不同通道或序列的核安全级控制器同时连接至交换机的可能。
发明内容
为了解决现有技术中维护装置与核安全级仪控系统之间电气隔离不彻底的技术问题，本发明提供一种用于核安全级仪控系统的维护方法、维护系统及保护通道，能够实现电气隔离，以满足核电法规标准中对于安全级和非安全级设备间的隔离要求。
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用于核安全级仪控系统的维护方法，其特征在于，包括：
在所述核安全级仪控系统中的保护通道内用第一光电转换模块连接至待维护的控制器，所述第一光电转换模块接收光信号，并转换为电信号输入至所述待维护的控制器；
维护装置用第二光电转换模块连接至所述第一光电转换模块，所述第二光电转换模块将所述维护装置的电信号转换为光信号，并且所述第一光电转换模块和所述第二光电转换模块使用光纤传输信号。
本发明实施例优选的实施方式中，当执行远程维护操作时，所述第二光电转换模块设置在计算机房，所述第二光电转换模块与端口连接盘通过网线连接，所述维护装置与端口连接盘也通过网线连接，使得所述维护装置能远程对所述待维护的控制器进行维护。
本发明实施例进一步优选的实施方式中，所述核安全级仪控系统中的每个保护通道分别设置有所述第一光电转换模块，所述计算机房内设置有多个分别与所述第一光电转换模块通过光纤连接的第二光电转换模块；所述端口连接盘的两侧分别设置有端口，两侧的端口之间通过网线一一对应连接，同一侧的各端口间互不连接；并且所述端口连接盘一侧的端口与所述第二光电转换模块连接，所述端口连接盘另一侧的端口与所述维护装置连接。
本发明实施例优选的实施方式中，当执行就地维护操作时，所述第二光电转换模块为设置在所述保护通道所在机柜或盘台外部，并且所述维护装置通过所述第二光电转换模块连接至所述第一光电转换模块之前，需要断开所述第一光电转换模块与计算机房中的光电转换模块。
本发明实施例优选的实施方式中，上述方法还包括：在所述在所述核安全级仪控系统中的保护通道内，用旁通信号控制开关和空气开关连接在供电电源和所述第一光电转换模块之间，只有当所述控制器被旁通后且合并所述空气开关之后，所述第一光电转换模块才能被供电。
本发明第二方面还提供一种用于核安全级仪控系统的维护系统，其特征在于，包括：
第一光电转换模块，设置在所述核安全级仪控系统中的保护通道内，并且连接至待维护的控制器，所述第一光电转换模块接收光信号，并转换为电信号输入至所述待维护的控制器；
第二光电转换模块，连接至所述第一光电转换模块，所述第一光电转换模块和所述第二光电转换模块使用光纤传输信号；所述第二光电转换模块用于接收维护装置的控制信号，并将所述维护装置的电信号转换为光信号。
本发明实施例优选的实施方式中，所述第二光电转换模块设置在计算机房，所述第二光电转换模块与端口连接盘通过网线连接，所述维护装置与端口连接盘也通过网线连接，使得所述维护装置能远程对所述待维护的控制器进行维护，所述核安全级仪控系统中的每个保护通道分别设置有所述第一光电转换模块，所述计算机房内设置有多个分别与所述第一光电转换模块通过光纤连接的第二光电转换模块；所述端口连接盘的两侧分别设置有端口，两侧的端口之间通过网线一一对应连接，同一侧的各端口间互不连接；并且所述端口连接盘一侧的端口与所述第二光电转换模块连接，所述端口连接盘另一侧的端口与所述维护装置连接。
本发明实施例优选的实施方式中，所述第二光电转换模块为设置在所述保护通道所在机柜或盘台外部，并且所述维护装置通过所述第二光电转换模块连接至所述第一光电转换模块之前，需要断开所述第一光电转换模块与计算机房中的光电转换模块。
本发明实施例优选的实施方式中，所述维护系统还包括：设置在所述在所述核安全级仪控系统中的保护通道内，且连接在供电电源和所述第一光电转换模块之间的旁通信号控制开关和空气开关，只有当所述控制器被旁通后且合并所述空气开关之后，所述第一光电转换模块才能被供电。
本发明第三方面还提供一种用于核安全级仪控系统的保护通道，其特征在于，包括：
第一光电转换模块，设置在所述核安全级仪控系统中保护通道内，用于与所述核安全级仪控系统中保护通道外部的光电转换模块使用光纤传输光信号，并且所述第一光电转换模块连接至待维护的控制器；以及
连接在供电电源和所述第一光电转换模块之间的旁通信号控制开关和空气开关，只有当所述控制器被旁通后且合并所述空气开关之后，所述第一光电转换模块才能被供电。
采用本申请提供的上述技术方案，可以获得以下有益效果中的至少一种：
1、待维护的控制器和维护装置之间能够通过光纤连接，实现电气隔离，以满足核电法规标准中对于安全级和非安全级设备间的隔离要求。
2、第一光电转换模块的供电由旁通信号控制，通过技术手段保证了控制器只有被旁通后，方会与维护装置相连接，进一步保证了控制器退出运行前不会接入维护装置，确保非安全级维护装置不会影响到核安全级DCS系统保护功能的正常执行。
3、核安全级控制器可与维护网络一直保持物理连接，而不需要在维护期间进行插拔操作，简化维护操作步骤，避免维护期间接线错误的可能。
4、通过维护网络中端口连接盘和光电转换模块连接关系的设计，实现了维护装置可远程集中对不同房间的核安全级控制器进行维护操作，同时可保证不同通道和序列核安全级控制器之间不存在物理连接，保证了相互间的隔离。
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为现有技术中一种用于核安全级仪控系统的远程维护系统的结构示意图。
图2为现有技术中一种用于核安全级仪控系统的就地维护系统的结构示意图。
图3为本发明实施例提供一种用于核安全级仪控系统的维护系统(远程)的结构示意图。
图4为本发明实施例提供一种用于核安全级仪控系统的维护系统(就地)的结构示意图。
图5为本发明实施例提供一种用于核安全级仪控系统的维护方法的流程图。
图6为本发明实施例提供另一种用于核安全级仪控系统的维护系统(远程)的结构示意图。
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：
实施例
本实施例为了解决现有技术中(例如图1、图2)维护装置与核安全级仪控系统之间电气隔离不彻底的技术问题，本实施例在待维护控制器和维护装置之间通过光纤信号来传输待维护操作对应的控制信号；通过光纤对应的光信号，实现电气隔离，以满足核电法规标准中对于安全级和非安全级设备间的隔离要求。具体地，本实施例提供一种用于核安全级仪控系统的维护系统，该维护系统包括：
第一光电转换模块，设置在核安全级仪控系统中的保护通道内，并且连接至待维护的控制器，第一光电转换模块接收光信号，并转换为电信号输入至待维护的控制器；
第二光电转换模块，连接至第一光电转换模块，第一光电转换模块和第二光电转换模块使用光纤传输信号；第二光电转换模块用于接收维护装置的控制信号，并将维护装置的电信号转换为光信号。
需要说明的是，本实施例提供的第一光电转换模块本身可以采用现有技术中已知的光电转换器(又名光纤收发器)、维护装置本身也可以采用现有技术中已知的维护装置(例如图1、图2所示)，该光电转换器为核安全级别；例如图3、图4中的E/O模块，安装于核安全级DCS机柜或盘台内，第一光电转换模块的网口与核安全级控制器通过网线连接，第一光电转换模块的光口与第二光电转换模块通过光纤连接，第二光电转换模块可以是光交换机，用于核安全级控制器与维护装置的数据交换，不同通道和序列分别设置不同的光交换机，以保证不同通道和序列之间的隔离，也可以是便携式光电转换器。本实施例中的光交换机为非安全级的，可以进行光信号的数据交换的设备；随着通信网络逐渐向全光平台发展，网络的优化、路由、保护和自愈功能在光领域中就变得越来越重要了；光交换机能够保证网络的可靠性和提供灵活的信号路由平台。
如图3所示，本实施例优选的实施方式中，远程维护的方式中：第二光电转换模块为光交换机200，设置在计算机房，光交换机200与端口连接盘300通过网线连接，维护装置400与端口连接盘300也通过网线连接，使得维护装置能远程对待维护的控制器进行维护，核安全级仪控系统中的每个保护通道(110、120、130、140)分别设置有第一光电转换模块112，计算机房内设置有多个分别与第一光电转换模块通过光纤连接的光交换机200；端口连接盘300的两侧分别设置有端口，两侧的端口之间通过网线一一对应连接，同一侧的各端口间互不连接；并且端口连接盘一侧的端口与第二光电转换模块连接，端口连接盘另一侧的端口与维护装置400连接。
如图4所示，本实施例优选的实施方式中，第二光电转换模块为便携式光电转换器1030(地维护期间与便携式维护装置共同携带)，设置在保护通道所在机柜或盘台外部；并且维护装置1040通过第二光电转换模块1030连接至第一光电转换模块1020之前，需要断开第一光电转换模块1020与计算机房中的光电转换模块(例如光交换机1050)。
如图3所示，本实施例还提供一种用于核安全级仪控系统的保护通道，该包保护通道括：
第一光电转换模块，设置在核安全级仪控系统中保护通道内，用于与核安全级仪控系统中保护通道外部的光电转换模块使用光纤传输光信号，并且第一光电转换模块连接至待维护的控制器；以及
连接在供电电源和第一光电转换模块之间的旁通信号控制开关和空气开关，只有当控制器被旁通后且合并空气开关之后，第一光电转换模块才能被供电。
具体地，本实施例优选的实施方式中，上述维护系统中还包括设置在每个通道中的控制开关和空气开关，以第一保护通道110为例说明，保护通道还包括：设置在在核安全级仪控系统中的保护通道内，且连接在供电电源和第一光电转换模块12之间的旁通信号控制开关114和空气开关115，只有当控制器被旁通后且合并空气开关114之后，第一光电转换模块112才能被供电。并且，控制开关114和空气开关115还通过一个逻辑与控制器113连接，当两个开关同时合上时，逻辑与控制器113发出报警信号，这样便于管理员能够及时知晓控制器111需要进行维护；避免维护装置随意接入核安全级仪控系统进行维护处理。即端口连接盘300(非安全及级)位于计算机房，端口连接盘有两侧端口，两侧的对应端口间通过网线一一对应连接，同一侧的各端口间互不连接；端口连接盘300一侧与光交换机连接，每个光交换机分别连接至一个端口；端口连接盘另一侧与维护装置400连接，维护装置可根据维护对象连接至相应的端口；由于维护装置400每次仅可与一个端口连接，保证了维护装置每次只能对一个通道或序列的控制器进行维护操作。
由于光电转换模块112安装于核安全级DCS机柜或盘台内，光电转换模块112的网口与核安全级控制器111通过网线连接，光电转换模块112的光口与光交换机200通过光纤连接，所以能够实现核安全级控制器与非安全级维护装置的电气隔离。光电转换模块的供电由1个空气开关和核安全级控制器旁通信号控制，在维护操作前需要完成核安全级控制器的旁通并合上空气开关，否则光电转换模块无法通电并无法与维护工具连接，所以可以保证当且仅当控制器111被旁通后才能与维护装置连接，进一步保证了维护装置不会影响核安全级DCS系统保护功能的执行。
如图5所示，本实施例还提供一种用于核安全级仪控系统的维护方法，该维护方法包括：
S110、在核安全级仪控系统中的保护通道内用第一光电转换模块连接至待维护的控制器，第一光电转换模块接收光信号，并转换为电信号输入至待维护的控制器；
S120、维护装置用第二光电转换模块连接至第一光电转换模块，第二光电转换模块将维护装置的电信号转换为光信号，并且第一光电转换模块和第二光电转换模块使用光纤传输信号。
本实施例优选的实施方式中，当执行远程维护操作时，第二光电转换模块设置在计算机房，第二光电转换模块与端口连接盘通过网线连接，维护装置与端口连接盘也通过网线连接，使得维护装置能远程对待维护的控制器进行维护。
本实施例进一步优选的实施方式中，核安全级仪控系统中的每个保护通道分别设置有第一光电转换模块，计算机房内设置有多个分别与第一光电转换模块通过光纤连接的第二光电转换模块；端口连接盘的两侧分别设置有端口，两侧的端口之间通过网线一一对应连接，同一侧的各端口间互不连接；并且端口连接盘一侧的端口与第二光电转换模块连接，端口连接盘另一侧的端口与维护装置连接。
本实施例优选的实施方式中，当执行就地维护操作时，第二光电转换模块为设置在保护通道所在机柜或盘台外部，并且维护装置通过第二光电转换模块连接至第一光电转换模块之前，需要断开第一光电转换模块与计算机房中的光电转换模块。
本实施例优选的实施方式中，上述方法还包括：在在核安全级仪控系统中的保护通道内，用旁通信号控制开关和空气开关连接在供电电源和第一光电转换模块之间，只有当控制器被旁通后且合并空气开关之后，第一光电转换模块才能被供电。
如图6所示为本实施例提供另一种用于核安全级仪控系统的维护系统(远程)的结构示意图。核安全级仪控系统包括四个通道(RPC-IP、IIP、IIIP、IVP)和两个序列(A列、B列)，维护网络设计方式如6所示：其中，APC和GW设备为NC级(非安全级)设备，因此单独设置1个光交换机用于连接APC和GW。由于控制器也是通过光电转换模块(E/O模块)、光纤连接至光交换机；因此，同样可以实现安全级系统与维护装置之间的电气隔离。
采用本申请实施例提供的上述技术方案，可以获得以下有益效果中的至少一种：
1、待维护的控制器和维护装置之间能够通过光纤连接，实现电气隔离，以满足核电法规标准中对于安全级和非安全级设备间的隔离要求。
2、第一光电转换模块的供电由旁通信号控制，通过技术手段保证了控制器只有被旁通后，方会与维护装置相连接，进一步保证了控制器退出运行前不会接入维护装置，确保非安全级维护装置不会影响到核安全级DCS系统保护功能的正常执行。
3、核安全级控制器可与维护网络一直保持物理连接，而不需要在维护期间进行插拔操作，简化维护操作步骤，避免维护期间接线错误的可能。
4、通过维护网络中端口连接盘和光电转换模块连接关系的设计，实现了维护装置可远程集中对不同房间的核安全级控制器进行维护操作，同时可保证不同通道和序列核安全级控制器之间不存在物理连接，保证了相互间的隔离。
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 (10)
1.一种用于核安全级仪控系统的维护方法，其特征在于，包括：
在所述核安全级仪控系统中的保护通道内用第一光电转换模块连接至待维护的控制器，所述第一光电转换模块接收光信号，并转换为电信号输入至所述待维护的控制器；
维护装置用第二光电转换模块连接至所述第一光电转换模块，所述第二光电转换模块将所述维护装置的电信号转换为光信号，并且所述第一光电转换模块和所述第二光电转换模块使用光纤传输信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当执行远程维护操作时，所述第二光电转换模块设置在计算机房，所述第二光电转换模块与端口连接盘通过网线连接，所述维护装置与所述端口连接盘也通过网线连接，使得所述维护装置能远程对所述待维护的控制器进行维护。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述核安全级仪控系统中的每个保护通道分别设置有所述第一光电转换模块，所述计算机房内设置有多个分别与所述第一光电转换模块通过光纤连接的第二光电转换模块；所述端口连接盘的两侧分别设置有端口，两侧的端口之间通过网线一一对应连接，同一侧的各端口间互不连接；并且所述端口连接盘一侧的端口与所述第二光电转换模块连接，所述端口连接盘另一侧的端口与所述维护装置连接。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当执行就地维护操作时，所述第二光电转换模块为设置在所述保护通道所在机柜或盘台外部，并且所述维护装置通过所述第二光电转换模块连接至所述第一光电转换模块之前，需要断开所述第一光电转换模块与计算机房中的光电转换模块。
5.根据权利要求1-4这种任意一种所述的方法，其特征在于，还包括：在所述在所述核安全级仪控系统中的保护通道内，用旁通信号控制开关和空气开关连接在供电电源和所述第一光电转换模块之间，只有当所述控制器被旁通后且合并所述空气开关之后，所述第一光电转换模块才能被供电。
6.一种用于核安全级仪控系统的维护系统，其特征在于，包括：
第一光电转换模块，设置在所述核安全级仪控系统中的保护通道内，并且连接至待维护的控制器，所述第一光电转换模块接收光信号，并转换为电信号输入至所述待维护的控制器；
第二光电转换模块，连接至所述第一光电转换模块，所述第一光电转换模块和所述第二光电转换模块使用光纤传输信号；所述第二光电转换模块用于接收维护装置的控制信号，并将所述维护装置的电信号转换为光信号。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二光电转换模块设置在计算机房，所述第二光电转换模块与端口连接盘通过网线连接，所述维护装置与所述端口连接盘也通过网线连接，使得所述维护装置能远程对所述待维护的控制器进行维护，所述核安全级仪控系统中的每个保护通道分别设置有所述第一光电转换模块，所述计算机房内设置有多个分别与所述第一光电转换模块通过光纤连接的第二光电转换模块；所述端口连接盘的两侧分别设置有端口，两侧的端口之间通过网线一一对应连接，同一侧的各端口间互不连接；并且所述端口连接盘一侧的端口与所述第二光电转换模块连接，所述端口连接盘另一侧的端口与所述维护装置连接。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二光电转换模块为设置在所述保护通道所在机柜或盘台外部，并且所述维护装置通过所述第二光电转换模块连接至所述第一光电转换模块之前，需要断开所述第一光电转换模块与计算机房中的光电转换模块。
9.根据权利要求6-8中任意一种所述的系统，其特征在于，还包括：设置在所述在所述核安全级仪控系统中的保护通道内，且连接在供电电源和所述第一光电转换模块之间的旁通信号控制开关和空气开关，只有当所述控制器被旁通后且合并所述空气开关之后，所述第一光电转换模块才能被供电。
10.一种用于核安全级仪控系统的保护通道，其特征在于，包括：
第一光电转换模块，设置在所述核安全级仪控系统中保护通道内，用于与所述核安全级仪控系统中保护通道外部的光电转换模块使用光纤传输光信号，并且所述第一光电转换模块连接至待维护的控制器；以及
连接在供电电源和所述第一光电转换模块之间的旁通信号控制开关和空气开关，只有当所述控制器被旁通后且合并所述空气开关之后，所述第一光电转换模块才能被供电。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111766848A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-13 | 北京广利核系统工程有限公司 | 仪控系统中子系统的拒动率验证方法和装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN204101911U (zh) * | 2014-07-07 | 2015-01-14 | 北京广利核系统工程有限公司 | 一种用于核安全级数字化仪控系统设备的维护系统 |
| CN105139903A (zh) * | 2014-06-04 | 2015-12-09 | 中广核工程有限公司 | 一种核级dcs的维护方法、装置及系统 |
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