基于MELTAC平台技术的最小试验装置及其应用

★王群峰，王刚（中广核工程有限公司，广东 深圳 518124）

基于MELTAC平台技术的最小试验装置及其应用

★王群峰，王刚（中广核工程有限公司，广东 深圳 518124）

MELTAC平台技术在CPR1000核电厂安全级仪控系统中得到了应用，本文介绍一种基于MELTAC平台技术的最小试验装置，该装置设计有两层机架，分别配置主控制器和输入输出模件，同时还可外接扩展机箱，具有结构简单、功能齐全、应用便捷的特点，可用于输入输出模件功能测试、故障排查和复现以及平台技术修改验证等。

最小试验装置；主控制器；输入输出模件；功能测试；故障排查

1 前言

MELTAC平台技术在CPR1000核电厂核级数字化控制系统（以下简称1E-DCS）得到了较为广泛的应用，是用以完成反应堆紧急停堆、安全壳隔离、堆芯冷却、余热排除以及防止放射性物质向环境大量排放等核电厂安全功能的重要设备，其满足安全系统单一故障、独立性、多样性、纵深防御以及可试验性等法规和标准的要求[1]、[2]，具有功能庞大、架构复杂等特点。在实际机组建设和在役运行期间，为满足备用模件的功能测试、系统故障排查和复现、设计修改验证等需要，研制一套最小试验装置具有实际效用。

2 最小试验装置设计及其配置

本文最小试验装置基于MELTAC平台技术进行搭建，设计有便携终端设备、驱动控制机柜以及模拟现场设备的相关配套设备和工具。便携终端设备采用一套笔记本电脑，安装有专用的最小工程软件，集操作、显示和试验功能于一体；驱动控制机柜采用简化配置，设置主控制器机架和输入输出模件机架，用最小的单元模件实现驱动控制功能。试验装置的终端与机柜通过专用网线连接，试验装置的原理结构如图1所示。

图1 最小试验装置原理结构图

2.1 最小试验装置的硬件设计及配置

为实现用最少的单元模件完成必需的驱动控制功能，需要对MELTAC平台技术的各类单元模件进行分析，以选择其中最具代表性的单元模件，搭建出最小试验装置，达到我们所期望的功能。如主控制器层模件多达18种[3]，而我们经过分析只需选择其中5种即可完成最小试验装置所需功能，依次分析，最终确定出试验装置的最小硬件配置如表1所示。

表1 试验装置的最小硬件配置

基于上述代表性的单元模件，完成了主控制器机架的硬件配置，共计5块单元模件，相比MELTAC平台的通用配置方案减少了一半多数量的模件，配置结构如图2所示。

图2 主控制器机架硬件配置图

输入输出模件机架硬件配置如图3所示，一层机架最多可配置16块输入/输出模件，可以根据不同的需求配置不同的模件，一般配置4种类型的输入/输出模件即可表征出典型的输入/输出情形。

图3 输入输出模件机架硬件配置图

2.2 最小试验装置的软件设计

由于试验装置只配置了一台PC便携终端设备，其处理能力有限但要求承载的功能却很全，因此相应的软件配置也需基于简化原则，原有的工具软件过于庞大，适用性不强，为此专门设计了自动试验工具软件“AT function tool”，将操作、显示和试验功能集于一体，如图4所示。通过在软件界面进行设置和操作，便携终端可向主控制器发送相关驱动或试验指令，以及读取相关试验结果等。

图4 自动试验工具软件

3 最小试验装置的应用

CPR1000某机组进行核级DCS输入/输出模件DPOJ-31接口试验时，发现部分驱动电气开关盘柜继电器的输入/输出模件试验结果异常，经过现场排查，确定模件到开关盘柜线缆以及开关盘柜继电器线圈均不存在异常情况，初步怀疑模件本体或模件与就地设备匹配性存在问题，可能影响相关驱动功能的正确执行，进而影响安全功能实现。

由于在实际机组上进行功能性故障排查和复现需要做大量的隔离措施，影响设备运行并且安全风险高[4]，为此采用本文研制的最小试验装置开展离线调查和故障复现工作，可有效解决上述问题，工作流程如图5所示。

图5 最小试验装置离线调查和故障复现流程图

为模拟现场环境，经过调查，试验结果异常的输入/输出模件为DPOJ-31型，其输出具有自检功能；该

[1] 芶国楷, 黎国民, 王群峰. 核电站安全分级对DCS系统设计影响分析[J]. 核动力工程，2011, ( 10 ) : 23 - 28.

[2] 郭春. 宁德核电站与田湾核电站数字化保护系统设计分析[J]. 电力科学与工程，2010, ( 7 ) : 20 - 24.

[3] MELTAC-N plus R3 CPU Peripheral Module Description, JEJP-7092-6007, 2007, 8.

[4] 徐建飞, 罗昊, 陈通, 等. MELTAC平台安全级DCS在线下装技术研究[J]. 核动力工程, 2013, ( 12 ) : 70 - 72.

Study and Application of Minimum Testing Device Based on MELTAC Technology

MELTAC technology was applied to the safety I&C system of CPR1000 nuclear power plant. In this article we make a study of a minimum testing device based on MELTAC technology. This device is designed with two layers of instrumentation racks, each of which is equipped with a main controller and input/ output modules. Moreover, this device can also be connected to extending racks, and has the peculiarity of simple structure, multiple functions and convenient applications. It can be applied to function testing of input/output modules, trouble shooting and fault reconstruction, and validation testing of design modification to the platform technology.

Minimum testing device; Main controller; Input/output modules; Function testing; Trouble shooting

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1003-0492(2017)03-0082-03

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