SpeedyHold数字化平台在核电站事故后参数显示单元中的应用
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第25卷第5期2018年5月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONV ol.252018 No.5 SpeedyHold数字化平台在核电站事故后参数显示单元中的应用杨阳，孙洪涛，夏利民，王志嘉(北京广利核系统工程有限公司，北京100094)摘要：事故后参数显示单元是核电站反应堆保护系统中重要组成部分，主要功能是在核电站事故工况下存储和显 示核电站事故后参数。
SpeedyHold数字化平台是广利核公司开发的一种应用于核电站中小规模，且功能相对独立的 控制系统。
本文从事故后参数显示单元总体结构设计、网络结构和连接、人机接口设计、供电特点和系统自诊断等 几个主要方面介绍了SpeedyHold平台在系统中应用的特点和效果。
关键词：speedyhold;事故后参数显示单元；数字化平台D O 1:10. 3969/j. i ssn. 1671-1041.2018. 05. 017中图分类号：TL 文献标志码：A 文章编号：1671-1041 (2018)05-0063-05The SpeedyHold Digital Platform Applied inPAMS Graphic Unit o f NPPYang Yang, Sun Hongtao, Xia Limin, Wang Zhijia(China Techenergy Co”Ltd.,Beijing,100094, China)Abstract:Post Accident Monitoring System Graphic Unit is a very important part of NPP Reactor Protection System.Its main function is monitoring and recording PAMS parameters of NPP.SpeedyHold Digital Platform is one platform that CTEC research and development.The platform is mainly used in NPP dedicated system.This article introduces the PAMS Graphic Unit architecture,network linking,man—machine interface,power supply and self diagnosis.Key words：speedyhold2000; PAMS graphic unit;digital platform〇引言近年来，随着仪控系统技术的革新、国内二代加和三代 核电站的大规模兴建和数字化主控室技术的大量应用，数 字化技术开始引进并大规模应用于核电站。
以往事故后，监视系统主要采用模拟量仪表和具有数据存储功能的智能 仪表，主控室的后备盘台上有大量的模拟仪表用于显示和 存储事故后参数，这些仪表占用了大量盘台空间，装配走 线复杂，显示分散，显示参数的数量和存储时间有限。
相比传统的模拟量仪表，SpeedyHold数字化平台具有 明显的优势：拥有强大的逻辑运算和数据处理能力，对数 据可进行复杂的运算处理；几百个模拟量和数字量报警数 据可以存储几个月甚至更长时间，这些数据可以使用专用的查询工具方便地导出和查询；通过不同的网络协议与安 全级DCS、非安全级DCS和RGL网关等其他系统通讯；工程 师站组态工具功能强大，可以对画面和算法进行复杂的组 态，组态修改和维护操作便捷；拥有完整的系统自诊断功 能，操作人员通过系统画面监视整个系统的运行状态，及 时发现系统的故障。
1SpeedyHold数字化平台简介SpeedyHold平台全称“核电站数字化专用仪控平台”，是广利核公司具有完全知识产权的产品平台。
SpeedyHold 平台作为一种通用平台，是基于已有核电项目实践经验的技术积累，结合核电站实际需求和发展需要而开发的系统平台，它的应用目标是核电站中安全收稿日期：2018-03-12作者简介：杨阳（1982-)，男，回族，北京人，本科，工程师，从事核电厂安全级DCS 工程设计工作。
64仪器仪表用户INSTRUMENTATION第25卷相关级、非安全级的中小规模，且功能相对独立的控制和采集系统，如K D O、K M E、E P P、LS S应急指 挥、T R A、KSN、K D A、KDS和事故后参数显示单元等核电 系统中应用。
事故后参数显示单元主要使用了 SpeedyH old网关，实 时历史服务器和操作员站等设备。
SpeedyHold平台典型结构如图1所示。
事故后参数显示单元设计要求2.1设计准则事故后参数显示单元是反应堆保护系统的一部分，需 要在事故工况中承担核电站安全相关参数的显示和存储功 能，并保证在极端的环境下运行至少72h,这对系统整体设 计和主要设备的性能和可靠性要求非常高。
甚至在某些方 面如供电和抗震的要求与安全级DCS相同。
GB/T 13627等标 准中规定了事故后监视系统应满足以下准则：♦冗佘性应考虑系统的冗余性，保证在某些设备发生故障时不 丧失事故后参数显示和存储功能。
♦独立性和实体分隔系统应与非安全级系统的设备和回路进行实体分隔[3]。
系统内的冗余单元之间应独立并进行实体分隔。
♦电气隔离系统与其他系统的网络通信应使用隔离装置，隔离装 置属于事故后参数显示单元的一部分，保证当其他系统故 障或误动作时不影响事故后参数显示灯单元的功能。
♦供电需要保证在事故工况下仍能提供所需的电压、频率以 及持续时间。
♦接近控制对于系统中关键显示和存储设备退出运行的操作应进 行控制管理。
♦维护系统应设计成易于维护、修理和调整，并具有自诊断 能力，设备的任何组成部分发生故障，都可以及时通知电 站运行人员采取相应的对策。
2.2性能要求事故后参数显示单元应满足以下性能要求：♦显示参数范围应为操作员提供反应堆在正常、瞬态和事故工况下安 全运行所必须的信息[4]〇♦准确度系统所采集的参数需要考虑参数的范围、显示精度和 通信故障对信号可信状态的影响。
♦响应时间系统应能实时和及时提供相关信息。
为了保证操作员 及时了解电厂工况，显示器的更新周期应足够快。
♦系统可用时间应考虑特殊的运行工况（例如：主控室和电气厂房仪 控设备间的通风系统故障），运行环境温度达到50尤，系统应能在此极端环境下稳定运行72h。
3系统设计3.1系统主要功能事故后监视显示单元需要实现以下功能：♦与安全级DCS、非安全级DCS和RGL网关进行网络 通信，采集PAMS信号和与电站安全直接或间接相关的重要 信号。
♦核电站操作人员可以通过显示屏监视核电站在事 故期间（例如一回路冷却剂大破口事故）及事故后的电厂 状态，保证操作员有足够的信息监视电厂的事故过程并进 行适当的操作。
♦记录事故后至少72h与核电厂状态相关的重要参 数。
♦记录安全级DCS产生的报警信号。
3.2系统总体架构设计为了实现事故后参数显示功能，达到冗余性、独立性 和实体分隔的要求，事故后参数显示单元采用了A/B两列并 行冗余的整体设计结构，每列设备主要包括一台机柜和位 于后备盘台的操作员站，机柜中主要包含SpeedyH old网关 和实时历史服务器等主要设备。
系统使用了两台SpeedyHold平台标准机柜，机柜项目 应用经验丰富，性能优良，满足抗震I类要求。
两列设备硬件基本完全相同（校时集线器只在A列机 柜中），同时通过各自机柜中的网关接收相同的网络数 据，画面显示完全一致。
两列设备相互独立，没有任何通 讯，当任何一列设备出现故障或进行维护时，操作员可以图1SpeedyHold平台架构图Fig.1 The structure of SpeedyHold platform—f i f第5期杨阳•SpeedyHold数字化平台在核电站事故后参数显示单元中的应用65妨ij操作员站劃操作员站光缆通信后备盘台光缆通信图3与安全级DCS通信原理图Rg.3 The diagram of communication with 1 E-DCS非安全级侧A列网关RGL网关-1非安全级侧B列网关RGL网关-2L— j___ld光电转换光电转换财|〗机柜班ij机柜以太网交換机以太网交换机图2事故后参数显示单元架构图A列网关B列网关Fig.2 The structure 〇1 PAMS graphic unit通过另外一列设备监视事故后参数。
两列机柜分别布置在 不同的电气厂房，与安全级和非安全级DCS都保持一定距图4与非安全级DCS和RGL网关通傕原理图 Fig.4 The diagram of communication with NC-DCS andRGL gateway离，满足标准中的实体分隔的要求。
事故后参数显示单元架构如图2所示。
3网络通信设计数据采集是事故后参数显示单元的重要功能，是数据 处理，存储和显示的基础。
系统需要采集近300^模拟量数 据和25#安全级报警信号，如果采用硬接线通过传统的模 拟量和数字量板卡采集如此大规模的数据量，无法在同一 台机柜内完成众多的机笼和卡件的布置工作。
大量的板卡 布置也会对线缆走线、数据有效性判断和系统的自诊断带 来很大的挑战。
核电站电气厂房的空间非常有限，无法为 系统提供更多机柜的机拒布置空间。
事故后参数显示单元采用了 SpeedyHold平台网关，网关可以同时与安全级DCS、非安全级DCS和R G L网关3个不 同的数字化平台进行网络通信：♦与安全级DCS通信使用SN4+协议通信，通过专用 的安全级通信和旁通模块与安全级环网相连。
安全级通信 和旁通模块都属于安全级设备。
安全级通信模块是通信网络中的数据交换载体，实现反应堆保护系统、报警处理系统和数据处理等系统，通过安全级环网将数据传送至网关。
事故后参数显示单元 的A/B列网关接收到的数据完全相同，当其中一列设备发生 故障不能接收数据时，另外一列还可正常接收数据。
系统与安全级DCS通信原理如图3所示。
♦与非安全级D C S和RGL网关通信使用了 U DP协议通 信，UDP是用户数据包协议的简称，位于0SI参考模型中的 第4层，J i-种无连接的传输层协议。
传输介质为光缆，使用光电转换进行通信隔离。
与非安全级DCS和RG L网关通信原理如图4所示。
系统A/B列网关从非安全DCS A/B列网关和R G L网关 -1/2接收的数据完全相同，来自非安全级DCS的网络数据有 质量位，可以在画面上显示数据质量位的状态，便于操作 员识别数据的可信性。
为了保证整个系统的通信可靠性，SpeedyHold网关、服务器和操作员站之间的系统网和管理网都采用了双网冗 余的架构。
