SPPA-T2023系统AP离线分析及风险处理方案.docx

? ? SPPA-T2000系统AP离线分析及风险处理方案 ? ? 苏 正，文登宇，张启飞，冯 明 （台山核电合营有限公司，广东 江门 529228） 0 引言 核电作为清洁能源，其基本特性决定了在应对能源挑战中有能力发挥无可替代的重要作用，我国在现阶段发展核电是调整能源布局的有效途径。中国核电已形成规模化、批量化发展格局。二代改进型压水堆核电站随着技术的发展和运行经验的反馈，逐步引入新的成熟技术，使核电站的安全性得到进一步的提高[1]。目前，核电站已进入第三代，对安全性提出了更高的要求，以往的控制部分大多采用硬接线模拟量控制，已经不能满足因工程原则、人类工程学原则，DCS 系统（分散控制系统）都具有模拟量控制系统无法比拟的优越性[2]。核电站DCS 系统负责控制并监测整个电厂生产的全过程[3]，台山核电站采用目前国际最先进的第三代核电EPR 技术，采用了最先进的DCS 系统，完全集成了DCS 系统高可靠性、开放性、灵活性、易于维护和协调性控制功能齐全等优点[4]。 台山DCS 系统由非安全级的SPPA-T2000 系统（以下简称T2000）和安全级TXS 系统组成[5]。该系统已经过核级认证，是核电站DCS 领域最稳定、可靠的系统之一[6]。T2000系统Level 1 的核心处理单元是AP（Automation Processor），内部运行着核电站机组启、停以及正常运行等工况的逻辑算法，是核电站的神经中枢。基于AP 的核心作用，若AP出现故障，严重则会造成受该AP 控制的所有设备均退出运行，进而造成机组负荷下降或机组停机、停堆等情况。因此，AP 典型故障案例分析和处理方案对机组联调及后续商运有着非常重要的参考价值和经济效益。 图1 台山DCS系统组成Fig.1 Taishan DCS system composition 本文首先对T2000 系统进行简要概述，接着阐述AP的基本结构、功能组成及故障类型说明，然后以AP 典型案例—AP 离线下装进行故障分析和给出方案处理，最后进行总结，指出可能造成AP 离线下装的原因并提出相应的预防措施。 1 T2000系统概述 台山DCS 系统由非安全级的SPPA-T2000 系统和安全级TXS 系统组成。T2000 系统分为两个层级，分别是Level 1 自动控制层和Level 2 人机界面层[7,8]（见图1）。 1.1 Level 1自动控制层主要功能 1）接收现场就地传感器的采集信号和执行器的反馈信号。 2）接收Level 2 操纵员发送的操作指令。 3）周期自动运算处理，实现电厂正常运行所需的逻辑功能（核心功能）。 1.2 Level 2人机界面层主要功能 1）接收从Level 1 的采集信号，并进行信号的显示。 2）向Level 1 发送由操纵员在人机界面发出的操作指令。 Level 1 主要由两大部分组成：I/O 卡件、冗余AP 单元。其中，图2 为Level 1 自动控制层组成，图3 为Level 1 T2000 机柜组成。AP 是整个Level 1 的核心处理单元，内部运行着核电站机组启、停及正常运行等工况的逻辑算法。一方面，AP 周期自动采集来自机柜I/O 卡件（采集卡件和控制卡件）的输入信号和反馈信号，然后进行预设逻辑的运算处理，其运算结果送至Level 2 人机界面层进行显示；另一方面，AP 接收来自Level 2 人机界面层的指令，然后自动进行预设逻辑的运算处理，其运行结果送至Level 0 去控制现场执行器的动作[9]。 图2 Level 1自动控制层组成Fig.2 Level 1 automatic control layer composition 图3 Level 1 T2000机柜组成Fig.3 Level 1 T2000 cabinet composition 2 AP的构成及故障分类说明 2.1 AP的结构及功能 SPPA-T2000 机柜的AP 层由两个冗余的AP 单元组成，分别是AP-A 和AP-B，如图4。 单个AP 单元由以下设备组成如图5，分别是： 1）电源模块：给对应AP 单元的CPU 模块和通讯模块提供稳定供电电源。 2）CPU 模块：AP 单元的运算处理模块，处理下装到CPU 单元中的预设逻辑。 图4 SPPA-T2000机柜的冗余AP组成Fig.4 Composition of redundant APs in SPPA-T2000 cabinet 3）通讯模块：AP 单元与其它AP 单元或Level 2 进行数据交换的通讯单元。 2.2 AP故障的分类及说明 AP 故障一般分为3 类：AP 硬件故障、AP 固件及应用软件故障、AP 逻辑组态故障，如图6。 2.2.1 AP硬件故障 AP 硬件故障包括：电源模块故障、CP