CN113726628B - 一种反应堆保护机柜接口试验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反应堆保护机柜接口试验系统及方法，包括：数据传输机柜、反应堆保护机柜以及第三方系统；其中，数据传输机柜包括安全控制显示装置、与安全控制显示装置相连的第一环网通信模块；反应堆保护机柜包括第二环网通信模块、与第二环网通信模块相连的处理器、与处理器相连的IO模块；第一环网通信模块与第二环网通信模块相连，IO模块与第三方系统相连。可见，该系统实现避免在机组正常运行期间的试验通道旁通操作而触发运行技术规范，降低了试验人员的工作负担。

Description

一种反应堆保护机柜接口试验系统及方法

技术领域

本发明涉及反应堆保护机柜技术领域，特别是涉及一种反应堆保护机柜接口试验系统及方法。

背景技术

IEC 60671中规定，试验装置可以定义为比被试验系统低的级别，但需要采取适当的方法避免对于重要安全功能和设备产生影响。执行反应堆保护机柜(RPC)与第三方系统接口试验时，通常使用非安全级别的维护试验工具电脑进行。为避免非安全级别的维护试验工具对RPC产生非预期影响，试验前需要进行通道旁通。然而，旁通操作会产生第一组事件，需要操纵员按照运行技术规范执行一系列隔离等操作，给操纵员带来工作负担。2个月每次的试验频率和旁通操作必然影响电站安全性和经济性。

在执行接口试验时，通过非安全级别的维护试验工具电脑进行。原理如图1，进行接口试验，试验不执行通道旁通，采用行政授权的方式对试验风险进行控制。试验状态指示采用强制报警点的方式进行。非安全级别的维护试验工具通过试验表格与RPC处理器进行数据交互，无法完全解释在非旁通状态下对保护系统的非预期影响。行政授权的方式对试验风险进行控制的概念相对模糊，给试验人员带来额外的工作负担。另外，强制报警点的方式进行试验状态指示无法有效标识整个试验过程。

当前的RPC与第三方接口试验方案具有如下缺点：试验需要未执行通道旁通，非旁通状态下时，非安全级别的维护试验工具介入，对保护系统的存在非预期影响；容易产生人因误操作；仅在单个试验执行时才会触发试验状态指示，未能有效标识整个试验过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种反应堆保护机柜接口试验系统及方法，实现避免在机组正常运行期间的试验通道旁通操作而触发运行技术规范，降低了试验人员的工作负担。

为解决上述技术问题，本发明提供一种反应堆保护机柜接口试验系统，包括：

数据传输机柜、反应堆保护机柜以及第三方系统；

其中，数据传输机柜包括安全控制显示装置、与安全控制显示装置相连的第一环网通信模块；反应堆保护机柜包括第二环网通信模块、与第二环网通信模块相连的处理器、与处理器相连的IO模块；第一环网通信模块与第二环网通信模块相连，IO模块与第三方系统相连。

优选的，所述安全控制显示装置包括：第一重置开关、试验允许开关、第二重置开关和测试开关；所述第一环网通信模块包括第一通信输入输出接口、第二通信输入输出接口、第三通信输入输出接口和第四通信输入输出接口；第一重置开关与第一通信输入输出接口相连，试验允许开关与第二通信输入输出接口相连，第二重置开关与第三通信输入输出接口相连，测试开关与第四通信输入输出接口相连。

优选的，所述第二环网通信模块包括：与第一通信输入输出接口相连的第五通信输入输出接口、与第二通信输入输出接口相连的第六通信输入输出接口、与第三通信输入输出接口相连的第七通信输入输出接口、与第四通信输入输出接口相连的第八通信输入输出接口。

优选的，所述处理器包括：第一RS触发器、第一或门、与门、第二RS触发器、控制逻辑单元和第二或门；第一RS触发器的R端与第五通信输入输出接口相连，S端与第六通信输入输出接口相连；第一或门的第一输入端与第五通信输入输出接口相连，第二输入端与第七通信输入输出接口相连；与门的第一输入端与第一RS触发器的输出端相连，第二输入端与第八通信输入输出接口相连；第二RS触发器的R端与第一或门的输出端相连，S端和与门的输出端相连；第二或门的第一输入端连接第二RS触发器的输出端，第二输入端连接控制逻辑单元，第二或门的输出端与IO模块相连。

优选的，所述反应堆保护机柜还包括：与所述处理器相连的点对点通信模块。

优选的，所述处理器还包括：二取一表决功能模块；二取一表决功能模块具有两个输入端，一个输出端。

本发明还提供一种反应堆保护机柜接口试验方法，用于所述反应堆保护机柜接口试验系统，包括：

数据传输机柜中的安全控制显示装置接收用户输入的试验指令，通过第一环网通信模块将试验指令发送至反应堆保护机柜中的第二环网通信模块；

第二环网通信模块将试验指令发送至处理器；

处理器通过IO模块将试验指令发送至第三方系统。

优选的，所述方法还包括：

第三方系统接收试验指令，进行试验操作，产生试验反馈信号。

优选的，所述方法还包括：

第三方系统将试验反馈信号发送至反应堆保护机柜中的IO模块；

IO模块通将试验反馈信号发送至处理器；

处理器通过第二环网通信模块将试验反馈信号发送至数据传输机柜中的第一环网通信模块；

第一环网通信模块将试验反馈信号发送至安全控制显示装置。

本发明所提供的一种反应堆保护机柜接口试验系统及方法，该系统包括：数据传输机柜、反应堆保护机柜以及第三方系统；其中，数据传输机柜包括安全控制显示装置、与安全控制显示装置相连的第一环网通信模块；反应堆保护机柜包括第二环网通信模块、与第二环网通信模块相连的处理器、与处理器相连的IO模块；第一环网通信模块与第二环网通信模块相连，IO模块与第三方系统相连。可见，该系统改进原有非安全级别维护试验工具连接保护系统处理器进行接口试验的方式，采用安全级别的维护专用的安全控制显示装置直接进行接口试验，可避免在机组正常运行期间的试验通道旁通操作而触发运行技术规范，降低了试验人员的工作负担。并且具备操作方便、可靠性高，能够有效避免误动的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中用于进行接口试验的反应堆保护机柜接口试验系统原理图；

图2为本发明实施例所提供的一种反应堆保护机柜接口试验系统结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的又一种反应堆保护机柜接口试验系统结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的又一种反应堆保护机柜接口试验系统结构示意图；

图5为本发明提供的一种反应堆保护机柜接口试验方法的流程图；

图6为反应堆保护机柜与其它系统接口试验逻辑原理图；

图7为反应堆保护机柜与其它系统接口试验操作流程图；

图8为反应堆保护机柜与其它系统接口试验按钮操作画面示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种反应堆保护机柜接口试验系统及方法，以实现避免在机组正常运行期间的试验通道旁通操作而触发运行技术规范，降低了试验人员的工作负担。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图2，图2为本发明实施例所提供的一种反应堆保护机柜接口试验系统结构示意图，该系统包括：

数据传输机柜101、反应堆保护机柜102以及第三方系统103；

其中，数据传输机柜101包括安全控制显示装置1、与安全控制显示装置1相连的第一环网通信模块2；反应堆保护机柜102包括第二环网通信模块3、与第二环网通信模块3相连的处理器4、与处理器4相连的IO模块5；第一环网通信模块2与第二环网通信模块3相连，IO模块5与第三方系统103相连。

可见，该系统改进原有非安全级别维护试验工具连接保护系统处理器进行接口试验的方式，采用安全级别的维护专用的安全控制显示装置直接进行接口试验，可避免在机组正常运行期间的试验通道旁通操作而触发运行技术规范，降低了试验人员的工作负担。并且具备操作方便、可靠性高，能够有效避免误动的特点。

其中，反应堆保护机柜与其它系统接口试验，试验指令通过安全级别的安全控制显示装置通过环网通信模块发送至反应堆保护机柜处理器，再通过IO发送至第三方系统；第三方系统接收到试验指令后，再通过相反的路径将试验反馈信号传送给安全控制显示装置。

基于上述系统，请参考图3，图3为本发明实施例所提供的又一种反应堆保护机柜接口试验系统结构示意图。进一步的，安全控制显示装置1包括：第一重置开关11、试验允许开关12、第二重置开关13和测试开关14；第一环网通信模块2包括第一通信输入输出接口21、第二通信输入输出接口22、第三通信输入输出接口23和第四通信输入输出接口24；第一重置开关与11第一通信输入输出接口21相连，试验允许开关12与第二通信输入输出接口22相连，第二重置开关13与第三通信输入输出接口23相连，测试开关14与第四通信输入输出接口24相连。

进一步的，第二环网通信模块3包括：与第一通信输入输出接口21相连的第五通信输入输出接口31、与第二通信输入输出接口22相连的第六通信输入输出接口32、与第三通信输入输出接口23相连的第七通信输入输出接口33、与第四通信输入输出接口24相连的第八通信输入输出接口34。

进一步的，处理器4包括：第一RS触发器41、第一或门42、与门43、第二RS触发器44、控制逻辑单元45和第二或门46；第一RS触发器41的R端与第五通信输入输出接口31相连，S端与第六通信输入输出接口32相连；第一或门42的第一输入端与第五通信输入输出接口31相连，第二输入端与第七通信输入输出接口33相连；与门43的第一输入端与第一RS触发器41的输出端相连，第二输入端与第八通信输入输出接口34相连；第二RS触发器44的R端与第一或门42的输出端相连，S端和与门43的输出端相连；第二或门46的第一输入端连接第二RS触发器44的输出端，第二输入端连接控制逻辑单元45，第二或门46的输出端与IO模块5相连。

其中，本发明中的控制逻辑单元45为处理器中原先现有技术中的控制逻辑电路，即控制逻辑单元45表示处理器中的其它逻辑控制电路。本发明的处理器相对于现有技术中的处理器添加了第一RS触发器41、第一或门42、与门43、第二RS触发器44和第二或门46，由第二RS触发器44的输出端输出的信号与控制逻辑单元45的输出信号组成或逻辑。

请参考图4，图4为本发明实施例所提供的又一种反应堆保护机柜接口试验系统结构示意图。进一步的，反应堆保护机柜102还包括：与处理器4相连的点对点通信模块6。

进一步的，处理器4还包括：二取一表决功能模块47；二取一表决功能模块47具有两个输入端，一个输出端。

进一步的，安全控制显示装置1还包括第一反馈指示灯15、第二反馈指示灯16、第三反馈指示灯17，第一环网通信模块2还包括第九通信输入输出接口25、第十通信输入输出接口26、第十一通信输入输出接口27，第二环网通信模块3还包括第十二通信输入输出接口35、第十三通信输入输出接口36、第十四通信输入输出接口37。

其中，第一反馈指示灯15与第九通信输入输出接口25相连，第九通信输入输出接口25与第十二通信输入输出接口35相连，第十二通信输入输出接口35与第一RS触发器41的输出端相连；第二反馈指示灯16与第十通信输入输出接口26，第十通信输入输出接口26与第十三通信输入输出接口36相连，第十三通信输入输出接口36与IO模块5相连；第三反馈指示灯17与第十一通信输入输出接口27相连，第十一通信输入输出接口27与第十四通信输入输出接口37相连，第十四通信输入输出接口37与二取一表决功能模块47的输出端相连。二取一表决功能模块47的两个输入端通过点对点通信模块分别输入第二反应堆保护机柜的信号和第三反应堆保护机柜的信号。本文中的反应堆保护机柜为第一反应堆保护机柜。

安全控制显示装置也称为试验操作面板，具有操作开关和指示灯。操作开关即为第一重置开关11、试验允许开关12、第二重置开关13和测试开关14，指示灯即为第一反馈指示灯、第二反馈指示灯、第三反馈指示灯。

本系统改进原有非安全级别维护试验工具连接保护系统处理器进行接口试验的方式，采用安全级别的维护专用的安全控制显示装置直接进行接口试验的方式，具有一套完善的试验逻辑控制方案和试验操作面板，可避免在机组正常运行期间的试验通道旁通操作而触发运行技术规范，降低了试验人员的工作负担。该系统实现不进行试验旁通而执行接口试验，具备操作方便、可靠性高，能够有效避免误动。

本系统从提高定期试验可靠性和减少试验人员负担的角度出发，利用相同安全级别的试验装置对RPC执行接口试验，可以避免旁通触发运行技术规范和一系列隔离准备操作，可以显著减轻操作人员的工作负担；另外，该系统首次使用试验面板激活功能和逻辑闭锁，可有效避免误发指令导致设备误动作。最后，使用试验允许信号去进行试验状态指示，可有效标识整个试验过程，使试验过程更加准确和直观。

为避免人因失误等原因导致试验误触发，本系统设计了试验允许功能即试验允许开关，只有在试验允许状态下才能够发出试验指令；处理器中的逻辑结构中通过RS触发器实现试验允许的保持和复位，同时使用试验允许信号对试验指令进行闭锁。试验允许开关也称为试验允许按钮，本系统中所有开关也称为按钮。

其中，为保证试验过程中试验信号不妨碍正常保护信号的执行，逻辑中设计了“或”逻辑即或门，以保证保护信号的正常触发。考虑到由于现有技术中第三方系统采用“三取二”逻辑即三取二表决功能模块，为避免第三方系统因试验而误动作，试验前可能通过反馈信号确定其它通道的信号状态。最后，使用试验允许信号来表征试验进行中，能够合理地代表整个试验过程。为避免人因误操作，按钮设计时增加了执行确定操作。

试验时，先按下试验允许开关，并通过第一反馈指示灯确认收到反馈信号，即表明试验允许开关已开启；此时按下测试开关，通过第二反馈指示灯确定收到反馈信号，即表明测试进行，然后点击第二重置开关进行试验指令的复位；最后，再点击第一重置开关进行试验允许的复位，完成试验。

充分考虑人因失误等因素，本发明提供了一种反应堆保护机柜接口试验系统，该系统使用安全级别的安全控制显示装置对相同安全级别的反应堆保护机柜进行接口试验操作。试验时无需进行通道旁通，试验逻辑安全可靠；试验画面满足人因要求，操作方便；试验状态指示合理有效。本系统可避免试验时进行通道旁通操作或非预期的影响；试验指示合理，能够有效标识整个试验过程；可有效避免人因失误导致试验误触发。

请参考图5，图5为本发明提供的一种反应堆保护机柜接口试验方法的流程图，该方法用于上述反应堆保护机柜接口试验系统，包括以下步骤：

S11：数据传输机柜中的安全控制显示装置接收用户输入的试验指令，通过第一环网通信模块将试验指令发送至反应堆保护机柜中的第二环网通信模块；

S12：第二环网通信模块将试验指令发送至处理器；

S13：处理器通过IO模块将试验指令发送至第三方系统。

可见，本方法中，反应堆保护机柜与其它系统接口试验，试验指令通过安全级别的安全控制显示装置通过环网通信模块发送至反应堆保护机柜处理器，再通过IO发送至第三方系统，第三方系统接收到试验指令后，再通过相反的路径将试验反馈信号传送给安全控制显示装置。

如此，本方法改进原有非安全级别维护试验工具连接保护系统处理器进行接口试验的方式，采用安全级别的维护专用的安全控制显示装置直接进行接口试验，可避免在机组正常运行期间的试验通道旁通操作而触发运行技术规范，降低了试验人员的工作负担。并且具备操作方便、可靠性高，能够有效避免误动的特点。

基于上述方法，进一步的，所述方法还包括以下步骤：

S21：第三方系统接收试验指令，进行试验操作，产生试验反馈信号。

其中，步骤S21之后，还包括以下步骤：

S31：第三方系统将试验反馈信号发送至反应堆保护机柜中的IO模块；

S32：IO模块通将试验反馈信号发送至处理器；

S33：处理器通过第二环网通信模块将试验反馈信号发送至数据传输机柜中的第一环网通信模块；

S34：第一环网通信模块将试验反馈信号发送至安全控制显示装置。

本试验方法从提高定期试验可靠性和减少试验人员负担的角度出发，利用相同安全级别的试验装置对RPC执行接口试验，可以避免旁通触发运行技术规范和一系列隔离准备操作，可以显著减轻操作人员的工作负担；另外，该方法首次使用试验面板激活功能和逻辑闭锁，可有效避免误发指令导致设备误动作。最后，使用试验允许信号去进行试验状态指示，可有效标识整个试验过程，使试验过程更加准确和直观。

在试验逻辑设计中，为避免人因失误等原因导致试验误触发，试验专门设计了试验允许功能，只有在试验允许状态下才能够发出试验指令；逻辑中通过RS触发器实现试验允许的保持和复位，同时使用试验允许信号对试验指令进行闭锁。为保证试验过程中试验信号不妨碍正常保护信号的执行，逻辑中设计了“或”逻辑，以保证保护信号的正常触发。考虑到第三方系统采用“三取二”逻辑，为避免第三方系统因试验而误动作，试验前可能通过反馈信号确定其它通道的信号状态。最后，使用试验允许信号来表征试验进行中，能够合理地代表整个试验过程。请参考图，图6为反应堆保护机柜与其它系统接口试验逻辑原理图。

试验画面设计遵循了显示形式能够让用户容易识别的原则，同时画面也按照信息功能和类型进行了分组，以避免操作错误或引起操纵员混淆。另外，为避免人因误操作，按钮设计时增加了执行确定操作。请参考图7，图7为反应堆保护机柜与其它系统接口试验操作流程图。为方便用户操作，试验允许面板和试验面板在同一页面上布置，样例如图8所示，图8为反应堆保护机柜与其它系统接口试验按钮操作画面示意图。其中，试验时，先点击Test Permit Operation Panel中的PERMIT按钮，点击EXECUTE并确认收到PermitFeedback反馈信号；此时Test Panel中的按钮激活并可以操作，先后点击TEST和EXECUTE，确定收到Test Feedback反馈；然后点击RESET按钮进行试验指令的复位；最后，再点击TestPermit Operation Panel的RESET进行试验允许的复位，完成试验。

详细的，以RPC-I通道试验为例，试验过程如下：

1、试验时，先点击Test Permit Panel中的PERMIT按钮，再点击EXECUTE按钮，确认Permit Feedback反馈指示灯点亮；此时Test Operation Panel中的按钮激活并可以操作；

2、确认II/III Test Feedback指示灯是否为点亮状态；如果为点亮状态，则证明其它通道存在相关试验，停止本通道试验；

3、如果II/III Test Feedback指示灯为熄灭状态，则先后点击TEST按钮和EXECUTE按钮，确认Test Feedback反馈指示灯点亮，证明接口连接正常；

4、开始进行试验操作的恢复，点击Test Operation Panel中的RESET按钮进行试验指令的复位，确定Test Feedback反馈指示灯熄灭；

5、最后点击Test Permit Panel的RESET进行试验允许的复位，确认PermitFeedback反馈指示灯熄灭，完成试验。

本发明充分考虑人因失误等因素，提供了一种用于反应堆保护机柜接口试验的方法，该方法使用安全级别的安全控制显示装置对相同安全级别的反应堆保护机柜进行接口试验操作。试验时无需进行通道旁通，试验逻辑安全可靠；试验画面满足人因要求，操作便携友好；试验状态指示合理有效。该方法可避免试验时进行通道旁通操作或非预期的影响；试验指示合理，能够有效标识整个试验过程；可有效避免人因失误导致试验误触发。

以上对本发明所提供的一种反应堆保护机柜接口试验系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种反应堆保护机柜接口试验系统，其特征在于，包括：

数据传输机柜、反应堆保护机柜以及第三方系统；

其中，数据传输机柜包括安全控制显示装置、与安全控制显示装置相连的第一环网通信模块；反应堆保护机柜包括第二环网通信模块、与第二环网通信模块相连的处理器、与处理器相连的IO模块；第一环网通信模块与第二环网通信模块相连，IO模块与第三方系统相连；

所述安全控制显示装置包括：第一重置开关、试验允许开关、第二重置开关和测试开关；所述第一环网通信模块包括第一通信输入输出接口、第二通信输入输出接口、第三通信输入输出接口和第四通信输入输出接口；第一重置开关与第一通信输入输出接口相连，试验允许开关与第二通信输入输出接口相连，第二重置开关与第三通信输入输出接口相连，测试开关与第四通信输入输出接口相连；

所述第二环网通信模块包括：与第一通信输入输出接口相连的第五通信输入输出接口、与第二通信输入输出接口相连的第六通信输入输出接口、与第三通信输入输出接口相连的第七通信输入输出接口、与第四通信输入输出接口相连的第八通信输入输出接口；

所述处理器包括：第一RS触发器、第一或门、与门、第二RS触发器、控制逻辑单元和第二或门；第一RS触发器的R端与第五通信输入输出接口相连，S端与第六通信输入输出接口相连；第一或门的第一输入端与第五通信输入输出接口相连，第二输入端与第七通信输入输出接口相连；与门的第一输入端与第一RS触发器的输出端相连，第二输入端与第八通信输入输出接口相连；第二RS触发器的R端与第一或门的输出端相连，S端和与门的输出端相连；第二或门的第一输入端连接第二RS触发器的输出端，第二输入端连接控制逻辑单元，第二或门的输出端与IO模块相连。

2.如权利要求1所述的反应堆保护机柜接口试验系统，其特征在于，所述反应堆保护机柜还包括：与所述处理器相连的点对点通信模块。

3.如权利要求2所述的反应堆保护机柜接口试验系统，其特征在于，所述处理器还包括：二取一表决功能模块；二取一表决功能模块具有二个输入端，一个输出端。

4.一种反应堆保护机柜接口试验方法，用于如权利要求1至3中任意一项所述的反应堆保护机柜接口试验系统，包括：

数据传输机柜中的安全控制显示装置接收用户输入的试验指令，通过第一环网通信模块将试验指令发送至反应堆保护机柜中的第二环网通信模块；

第二环网通信模块将试验指令发送至处理器；

处理器通过IO模块将试验指令发送至第三方系统。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

第三方系统接收试验指令，进行试验操作，产生试验反馈信号。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

第三方系统将试验反馈信号发送至反应堆保护机柜中的IO模块；

IO模块将试验反馈信号发送至处理器；

处理器通过第二环网通信模块将试验反馈信号发送至数据传输机柜中的第一环网通信模块；

第一环网通信模块将试验反馈信号发送至安全控制显示装置。

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