电站计算机系统调试步骤与技术要点

李建伟

（中国核工业第五建设有限公司，上海 201512）

1 工程概况及调试目的

秦山核电二期 4 号机组电站计算系统采用Invensys Foxboro I/A Series 系列数字化控制系统。由工程师站、操作员站、现场数据总线、系统服务器、数据处理机柜、图形组态工具软件、打印服务站等构成。

电站计算机系统调试由系统设备功能试验、数据信号传输通道试验、系统功能试验3 步组成，检验系统整体功能，并给出测试评价。

2 系统功能

连续采集、监视机组各种运行参数及设备运行状态，并对其参数进行必要的信号处理。具有CRT功能，显示各种参数、表格、曲线、棒状图、趋势图和模拟量画面，并提供完整的报警信息，对任何报警能给出具有报警点、CRT 显示和报警打印。提供跳闸事件的顺序记录，指定参数定时制表、趋势记录、事故追忆打印等，具有在线的性能计算和经济分析功能，并将结果向运行人员显示和打印，以指导运行操作。

3 调试过程与技术要点

3.1 系统设备功能试验

电站计算机系统设备功能试验，确认系统工控机、机柜内装置（CPU，扩展组件，组件，组件底板、端子排、输出继电器、电源模块，风扇等）、打印机等装置正常，能达到设计要求并可正常运行。

1）装置外观检查。对组件、主机、键盘、CRT、鼠标、打印机等外观、规格型号、配置参数检查是否符合设计与订货文件。

2）检查并确认装置供电电压、熔丝符合要求，并做好记录。

技术要点：必须依据设计文件与实际负载情况认真核对，以避免盲目受电，造成装置损坏等。

3）控制回路与通道组件电强度试验。对于各等级回路，选择合适试验电压，正确施加在独立电气回路与接地及其他回路之间。组件能承受任何通道与地线之间或所给通道与任何其他通道之间600VAC 电压1min。

技术要点：选择合适试验电压与持续时间，不应出现局部放电、击穿或闪络、损坏现象。

4）检查装置接地系统。用500V 兆欧表测量绝缘电阻并做好记录。

技术要点：操作兆欧表测试时应正确选择合适档位与正确连接测试点，以保证测试数据正确。

5）对装置检查无误后进行受电，检查装置的通风扇通风情况。

技术要点：受电顺序应严格按照电气系统图逐个合闸并观察状态。

6）装置供电与投运。装置电源系统采用交流不间断供电方式。

（1）系统加、断电试验。关闭系统各设备电源，再开启系统各设备电源，系统性能和操作应恢复正常。

技术要点：关闭与开启系统各设备电源，依次先停下游电源再停上游电源，逐渐减少负荷；先加上游电源，再加下游电源，逐渐增加负荷。

（2）系统时钟同步测试。观察系统时间与GPS设备时间是否保持同步，若不同步，手动调整系统时间超前或滞后5min，等待GPS 校对时间。

（3）主机开机耗时测试。连接好主机电源后打开CRT，按下电源开关并开始计时，待系统主窗口弹出后计时结束，记录开机时间。

技术要点：需分清系统主窗口并及时记录时间。

（4）切换操作环境测试。进入主界面电击相应菜单按钮，通过输入安全密码，进入相应权限操作环境并作出操作，并在不同环境中切换操作。

技术要点：明确不同操作环境及权限，不可盲目点击。

（5）多显示器测试

技术要点：在有多显示器串联工作方式工作站上，同时打开该两台显示器，用鼠标左右移动，观察是否鼠标先后经过两台显示器。也可以将画面拖曳到两台显示器中央，观察是否窗口被显示器隔开，没有重复或者漏显。

在有多显示器并联工作方式工作站上，同时打开该两台显示器，观察两个显示器的画面是否一致，是否存在延时或者不匹配等故障状态。

3.2 数据信号传输通道试验

测试I/O 通道。模拟量通道检查，对于输入信号可有针对性的利用模拟信号发生器、脉冲发生器、K/E 分度热电偶信号进行信号模拟并应符合精度要求；短接开关量通道，观察CRT 状态或信号处理卡件通道指示。

技术要点：分清通道与通道信号类型，正确连接信号发生器，并应注意不同类型卡件，具有不同的接线方式或多种跨接方式功能不同。

1）模拟量输入通道测试

进入系统软件平台更换控制环境，找到该AI量对应的模块，双击该模块，进入该模块所在的画面，找到该AI 点对应通道。

技术要点：

本文以桂林医学院(以下简称桂医)为例检索中国知网中文期刊数据库收录的桂林医学院2007～2016年发表的科技期刊论文为数据源，利用CiteSpace软件绘制合著者网络图、关键词共现图并分析研究热点与研究前沿等知识图谱，分析桂林医学院的学科结构的发展变化，探讨该校学科结构发展的现状及趋势。

（1）FBM204：通道隔离的0～20mA 输入/输出组件有4 个20mADC 的模拟量输入通道和4 个20mADC 模拟量输出通道。每个输入通道可接受一个模拟量输入，每路输出可驱动外部负载并产生0～20mA 输出信号。

（2）FBM201：0～20mA 通道隔离输入组件具有8 路20mADC 模拟量输入通道。每个通道可接受一个二线制模拟量传感器输入。

（3）FBM201d：通道隔离输入组件，提供8路输入通道，每路输入接受0～10VDC 二线直流电压输入。

（4）AI 输入信号为4～20mA 时，拆除现场至该通道的输入信号线，并用绝缘胶带将信号线包好，将模拟电流信号发生器接至信号线连接的二个端子上，模拟4mA，8mA，12mA，16mA，20mA 信号，即量程的0%，25%，50%，75%，100%。在模块界面上，查看输入模拟信号对应显示值，点开流程画面找到AI 点对应画面，点击显示值监测框，即出现对应变量检测画面，在相应的表格中记录该变量对应的显示值。

（5）AI 输入信号为0～10VDC 二线直流电压时，即输出的显示值为0～120%FP，拆除现场至该通道的输入信号线，并用绝缘胶带将信号线包好，将模拟电流信号发生器接至信号线连接的两个端子上，模拟0VDC，2.5VDC，5VDC，7.5VDC，10VDC信号，即量程的0%，25%，50%，75%，100%。在模块界面上，查看输入的模拟信号对应的显示值，点开流程画面找到AI 点对应的画面，点击显示值监测框，即出现对应的变量检测画面。

2）开关量输入通道测试

同理于模拟量输入通道测试，此不赘述。

3）输出继电器测试。用万用表通断档测试继电器输出触点接触是否良好、观察CRT 状态指示

4）卡件的带电插拔测试

技术要点：检验I/O 卡件带电拔插的安全性以及可靠性，在已工作卡件上，用六角螺丝刀将其卸下拔出后，观察该卡件数据点应该变成天蓝色，表示通讯中断状态；再将卡件插回槽位,此刻卡件红绿灯同时亮，稍等约30s，卡件应自动恢复，绿灯长亮，红灯熄灭且卡件本身没有任何损坏，画面上的通信点应恢复正常显示。

5）卡件的故障报警测试

技术要点：测试卡件出现故障时的状态报警信息的返回，拆除卡件的供电电缆或通讯电缆；可看到CRT 弹出闪烁，进入监测画面，看到该卡件所在的标识变为黄色；找到该卡件看到该卡件处于报警状态，恢复卡件电缆接线，此时卡件应恢复正常工作状态。

6）冗余电源测试

技术要点：检测卡件供电可靠性，拔除该卡件一路供电电缆，该卡件供电状态应保持不变，恢复此路供电电缆，拔除另一路供电电缆，卡件仍能被正常供电。

7）卡件底板与冗余供电测试

底板为卡件提供安装平台、通信供电提供接口，检查底板供电可靠性。

技术要点：拔除该底板的一路供电电缆，该底板的供电状态应保持不变，不影响正常使用，恢复此路供电电缆，拔除另一路供电电缆，底板仍能被正常供电。

8）电源模块检查

为CPU、输入输出卡件等提供工作电源，分二类：将引入机柜的 220VAC 电源引入模块；将220VAC 整流为24VDC 的电源整流模块。

9）电源模块的失电报警测试

测试系统对电源的监测情况，模拟电源模块出现故障，查看电源失电报警是否产生。

3.3 系统功能试验

1）试验报表。试验报表在试验结束后打印，打印应在试验结束后自动进行。编辑完的试验方案应可以文件的形式进行保存，该文件应可随时加载并启动试验。

2）试验运行和在线监视。可从已编译的试验方案列表中选择一个试验启动，并给出本次试验的记录文件名。系统接收到启动试验的命令后，装载该试验方案文件。试验正常启动后，自动显示趋势曲线图，同时在操作日志中出现一条“试验启动”信息。启动一个新试验后，在工作站可打开试验管理界面实时跟踪监视试验过程。

3）故障录波。故障录波独立于试验，系统在预设触发条件满足的瞬间，以预先设定的采样速率组合，对预定模拟量点在瞬间前后各一段时间变化情况的自动记录功能。记录任何一个物理量通道和中间计算点，可在工作站在线跟踪故障录波过程，也可对追忆文件进行离线分析。

故障录波功能不对开关量进行记录，但用户调用录波记录结果进行分析时，系统将自动从S0E 列表中调出对应时间段内开关量变化记录与录波所记录的模拟量变化，组成一个文件存储并同时显示给操作人员。

4）数据查询。日志文件每天自动保存一次，将前一天的事件信息转储为一个文件。历史库每小时自动保存一次，因此均可查询相应时间内日志文件和历史数据。

技术要点：列出相应日期，选择要查询的日期，就可以查到那一天的历史数据。

5）试验记录与故障录波查询与分析。对试验记录数据的查询分析通过显示曲线或数值列表，显示方式同在线相似。曲线图可以缩小、放大、平移、修改显示的时间段。数值显示操作与曲线基本一样。选择某一次故障录波的追忆记录，就可以打开该文

件，显示这次录波的数据。

6）日志查询与打印。每一种日志在存储容量范围内的信息都可以在两个机组的工作站上在线查询显示，并可将显示的内容以请求打印的方式输出到打印机。

4 所遇问题与分析

1）调试初期经常发生卡件烧坏现象。主要原因：由于接线错误与就地引起外回路强电窜入。加强调试方案审批与技术交底，使用具备资格的调试作业人员，并不断加强培训，尽可能的不要带电拔插卡件，测试前，先将卡件外部接线脱开，断开空气开关，再插入卡件，送上空气开关。

2）系统发生死机情形。主要原因：由于在调试阶段发生了大量的数据修改与运行期间生成的垃圾文件占用系统内存所造成，应定时对系统进行清理。

3）就地磁翻板水位计指示、温度、压力信号与DCS 显示不一致，造成误差。主要原因：仪表精度、安装质量、人为失误等多方面原因引起。

4）同一变量多地显示示值偏差大。一种是同变量不同测量表计显示不一致；另一种，同一参数在不同显示方式上超过允许偏差。通过回路系统误差调试，可有效地消除系统误差，解决存在问题。

5 结论

I/A Series 系列电站计算机系统应用较为成熟，运行稳定，功耗低，组态灵活，掌握其调试方法与技术要点，对今后同类型系统调试验收，奠定良好的实践经验。

[1] 河南省电力公司.火电工程调试技术手册:热工卷[M].北京:中国电力出版社,2004.

[2] 核电秦山联营有限公司.秦山核电二期工程建设经验汇编调试卷II [M]原子能出版社,2004.

[3] 查方兴.I/A Series 系统及应用[Z].上海福克斯波罗有限公司,2007.