核电厂计算机系统的状态监测与故障诊断

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摘 要

电站计算机系统被称为和电厂的“眼睛”，对核电厂的参数进行在线监测和报警处理，其系统自身的状态监测和故障诊断由为重要。本文结合秦山第二核电厂电站计算机系统的实际情况，叙述了其系统状态监测与故障自诊断，并提供一些针对性的意见。

【关键词】电站计算机系统 状态监测 故障诊断

核电厂是用核能转化为电能的新型电厂，其安全稳定运行，关系到电力的正常输送，为了能够保证核电厂的正常工作运行，对核电厂参数进行监测、对现场设备故障参数报警就必不可少，电站计算机系统由此而产生。

1 系统简介

电站计算机系统由集中数据处理（KIT）和安全显示盘（KPS）两部分组成，简称为KIT/KPS，系统为操纵员提供数据采集信息与状态、数据处理、关键设备点趋势及报警、电站运行数据或事故数据、安全显示盘等功能；同时向公司网络提供包括发电量等经济指标数据及重要设备运行情况；另外在演习和事故应急情况下，向应急辅助决策系统提供重要系统状态数据。

KIT/KPS系统硬件由服务器、工程师站、操作员站、现场控制站等组成；网络有管理网络、系统网络和控制网络三层；电源配置双路不间断冗余电源，保证一路电源失效时，系统不受影响。系统内包括硬件、网络、电源等都能进行自我状态监测和故障诊断报警。

2 系统的状态监测与故障诊断

原秦山二厂1、2号机组KIT系统采用HS2000CAS系统，由于开发年限较早，设备较陈旧等因素导致该系统状态监测和诊断功能较为单一，仅有设备状态、网络状态和通道状态的显示，并且此三项功能都是通过设备状态图进行监测，人员无法全方位的监控数字化系统的运行状态，存在一定的隐患。

改造后新系统采用MACSVI标准产品进行适应性修改，在原有系统基础上增加了监测设备的运行状态包括负荷、温度、运行状态等，并以图形或报警的方式供人员查询，新系统监测功能主要由系统设备故障、系统设备状态图、机柜状态图组成。

2.1 系统设备故障监测

在系统内部自动生成了SYS系统，内部的各个点都是系统内监测系统状态所需要的节点，通过这些节点实时监测系统内个设备的运行状态，超出设定值时，进设备故障日志中报警，提醒人员及时处理，如表1所示。

2.2 系统设备状态图

系统设备状态图，监测服务器主从、网络、运行状态；操纵员站网络、运行状态；打印机运行状态；通讯站、网关运行状态；机柜网络状态，机柜内主控单元的主从，运行状态，点击机柜，进入IO设备图，此图中显示模块状态，进入模块，能显示通道状态。

故障点以红色标识，主状态和正常运行以绿色标示，从状态和备用运行以黄色标示。对发生的故障以报警的形式提示运行维护人员，方便故障定位。

通过系统状态图，现场控制站可以监测I/O模件级状态，Profibus现场总线可以监测到通道级状态；主控模件诊断包括CPU与内存的周期自检；I/O所有功能模件均为自带CPU的智能卡件，每模件均可进行周期性自诊断，包括通道回读比较、通道的正确性、有效性判断等等。数据采集网可以诊断全部I/O模件及主控模件运行状态，并将诊断结果上传至系统服务器；电源模件具有诊断干接点输出功能；系统中所有单元（端子模块除外）均有状态指示灯，包括运行灯、故障灯、网络通信灯、冗余主从状态（冗余配置的主控模件）等；

2.3 机柜状态图

机柜状态监视图主要由机柜状态监视模块（NM830）、机柜状态监视网络（Modbus-RTU）、通讯站、服务器、操纵员站组成。模块用于完成对机柜的电源、门限开关、风扇状态等监测

机柜状态监视模块：用于采集机柜状态信息，并将信息转换成数字量通过通讯接口上传；对采集机柜状态信息进行逻辑判断通过其板载的DO点亮机柜上的报警灯或传送给其它系统。

机柜电源监测：提供电母线电源故障监测。通过配电柜内的机柜状态监视模块监视各电源状态，送至操纵员站显示、报警，并在机柜门上有状态灯显示。控制站系统及驱动电源监测通过控制柜柜内的机柜状态监视模块监视各电源状态，送至操纵员站显示、报警，并在机柜门上有状态灯显示。

机柜内温度监测：通过机柜内部的热点偶，感知机柜温度，将测量信号传递到NM830，最终传到设备状态图上显示、报警。

机柜风扇监测：提供机柜内部风扇状态监测，一旦有风扇不转，会在机柜状态图显示、报警。

机柜门限开关监测：提供机柜门限开关状态监测，开机柜门，关机柜门都会在机柜状态图中显示。

通过机柜状态图，可以监测系统内部机柜的状态，包括电源状态、机柜内温度、柜门状态、风扇状态等，并将汇总状态送至机柜状态图报警。通过两幅图能够直观的将系统的各种状态第一时间通知主控操作员，实现对系统状态的全方位监控，便于及时的对故障设备进行干预处理。

3 结束语

电站计算机系统自安装调试至今，已经有两年了，系统通过自身的状态监测和故障诊断，及时提醒人员对故障设备进行维修，大大缩短了自身故障缺陷时间，提高了稳定运行时间，为核电厂安全稳定运行保驾护航。

参考文献

[1]颜昌辉.秦山二期KIT/KPS系统与一体化信息管理与自动控制讨论[J].中国核科技报告，2000.

[2]核工业第二研究设计院[Z].KIT/KPS系统手册.

作者单位

中核核电运行管理有限公司 浙江省海盐县 314300