安全级仪控系统机柜状态监测报警设计
摘 要：安全级DCS系统机柜是整个系统平台的重要载体，可靠性与可用性指标需要重点关注，机柜状态监测报警系统应能探测到机柜非预期变化并经报警信号处理后产生报警，用于报警显示处理和报警显示。本文根据相关法规标准要求结合以往核电工程实践，提出了机柜报警监测的设计。
关键词：安全级DCS系统;设计;机柜状态监测
一、功能描述
报警系统应探测到机柜内设备及机柜本体发生非预期变化并经报警信号处理后产生报警，用于报警显示处理和报警显示。报警应提供给操纵员足够的警示信息，以判断存在安全风险或事故、电厂扰动、电厂及设备故障，以及其他突发事件。
二、相关的标准法规(表1)
三、系统功能特性设计
提供电厂的机柜状态报警和支持信息应足够充分，并包含适当的操作信息并满足技术上的一致性。
报警系统应提供机柜保证安全和有效运行所需的报警。
报警以监测下述功能为基础，应提供足够的信号：
a.重要安全功能的状态;
b.可能的人身伤害;
c.安全功能设备的损坏或故障;
d.影响运行目标的电厂工况。
报警信号应包括机柜状态和机柜相关状态指示信号，机柜状态监测至少包括以下几部分的报警：
(1)机柜处理器报警
在每个处理器面板上都设置了指示灯，用以指示处理器故障，便于操作员查找。在机柜处理单元面板应设置至少如下指示灯：
电源指示灯，显示主控模块供电状态;
运行指示灯，显示主控模块运行状态;
总线指示灯，显示总线运行状态。
(2)门打开
在每个序列机柜的前面和后面设置接触器开关，提供输出指示一个机柜门是否打开。每个前后机柜打开状态都在主控室显示以及在就地机柜上设置指示灯。
(3)温度高
当在机柜内设置的RTD测量温度超过设定值时就产生一个机柜温度高状态信号。
(4)电源故障
包括了AC电源低电压、CPU电源关闭、电源模块故障、保险丝断。
接触器串联连接在机柜电源回路中，以此提供信号输出到处理站来指示供电装置的故障信息。
(5)断路器打开
在机柜中设置单个电源断路器的输出串联连接来提供一个信号输入给处理站来指示在机柜中一个断路器的打开状态。单个电源断路器的.输出串联连接来提供一个信号输入给处理站来指示在机柜中一个断路器的打开状态。
(6)机柜风扇故障
提供报警显示来指示机柜风扇是否正常运行，以便操纵员及时发现并通知维护。
四、报警处理
显示处理分为2部分，一部分是在主控室显示的报警信息，一部分是指就地机柜设备上显示的信息。
机柜的故障探测由平台自诊断功能来完成，机柜故障报警状态一般分为“Failure”， “Alarm” ， “I/O Warning”三种。
“Failure”指的机柜的任一子系统发生故障，包括总线、网络、CPU、电源故障、其他故障(如机柜温度高、风扇故障等)。
“Alarm”指的是机柜开门报警。
“I/O Warning”指的是机柜的任一子系统发生输入/输出故障。
当一个故障产生后，指示和下载报警信息要遵从如下原则操作：
在KIC(NC-VDU)上下载和指示所有报警
在BUP上指示
通过机柜灯来指示(设备的正常指示)
在CPU卡件前面板上指示
而对于机柜门开状态和风扇、温度高状态都由自诊断来监视。报警信号从对应的设备收集并且显示遵从下列原则：
在KIC(NC-VDU)上下载和指示所有报警
在BUP上指示
所有故障都在KIC和BUP上产生报警，但机柜处于仿真或者试验状态下KIC机柜将显示另一个类型报警，同一个保护组或者序列的KCS机柜报警在BUP上会显示一个组合报警。组合方式如下图所示：
除了机柜门开状态报警外，其他所有机柜相关的报警一旦发生，机柜的前门设置的报警指示灯将点亮以此方便操纵员能快速查找到存在问题的机柜。在机柜外部同样也设置状态指示灯用于指示机柜门开关状态。
对于机柜内部处理单元应带有LED自诊断指示，可直接显示电源、运行/停止、故障码等信息，也可以通过连接维护工具到CPU上供维护人员查询故障的详细信息。
五、总结
机柜报警监测攸关于整个安全级DCS系统的安全性和有效性，因此对于机柜报警监测系统的设计以及发现报警后的处理措施需要重点关注，提出了对于机柜报警设计的最低要求。
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