[發明專利]核安全級優選模塊現場驅動輸出回路診斷系統及方法

有效

• 申請號: 201910724277.1
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110347143B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 劉明星;馬權;劉濱;吳志強;秦官學;梁建;王遠兵
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

本發明公開了核安全級優選模塊現場驅動輸出回路診斷系統及方法，本發明通過由二極管、MOSFET繼電器及其限流電阻等構成的診斷電路，實現現場驅動輸出回路的全面診斷：包括驅動輸出線路診斷、驅動輸出觸點診斷、現場設備電源診斷等，且通過優選邏輯控制器實時采集各MOSFET繼電器的開關輸出狀態，綜合診斷現場驅動輸出回路的故障情況，并及時上報；本發明能夠全面、快速、準確的獲得現場驅動輸出回路的故障情況，保障了優選模塊即現場設備的可靠性和穩定性，降低系統的拒動率，提高了系統的安全性和穩定性。

技術領域

本發明涉及核電技術領域，具體涉及核安全級優選模塊現場驅動輸出回路診斷系統及方法。

背景技術

優選模塊是核電廠安全級儀控系統的一個重要部分，主要用于驅動專設安全設施及相關支持系統的泵、閥等設備。優選模塊是DCS系統的最終輸出單元，其直接用于驅動現場相關支持系統的泵、閥等設備，位于執行端的驅動裝置(如閥門，主泵電機等)需要根據系統發出的驅動信號執行相應的功能。為了保證安全級儀控系統的安全控制功能，故需要優選模塊對現場驅動輸出回路進行診斷，以防止下一級受控設備未處于優選的控制狀態，導致事故發生。

現有的現場驅動輸出回路診斷電路有：

1、通過在優選模塊驅動輸出的觸點側并聯電阻，同時在下一級受控設備處并聯電阻，通過采集兩個電阻之間對地壓降，從而確定現場設備電源及驅動線纜是否斷路。該方法需要下一級設備對優選模塊進行配合，在設備端子間并聯一個與觸點側大小一樣的電阻。在核電控制領域，泵、閥等設備都是通用型號，故難以與優選模塊進行配合，故該方法雖然簡單，但操作困難，不實用。

2、串聯一個大功率的小電阻在驅動輸出回路，利用隔離差分運放對電阻兩端的壓差進行檢測，并與優選模塊驅動輸出電平高低進行比較，從而確定現場設備電源及驅動線纜是否短路。該方法需要提供隔離電壓源，一片差分運放以及一個電阻，所需外圍電路復雜。在核電控制領域，由于現場一般為48VDC供電，所以需要對48VDC進行降壓處理，以提供差分運放的電源，且需要在驅動輸出回路中串聯一個電阻，大大降低了驅動輸出回路的可靠性，難以滿足安全級儀控系統的應用。

因此，設計一種方法簡單且易于實現的核電廠優選模塊現場驅動輸出回路診斷電路應用于核電技術領域是非常必要的。

發明內容

為了解決現有技術無法全面且及時診斷驅動輸出回路故障的技術問題，本發明提供了解決上述問題的核安全級優選模塊現場驅動輸出回路診斷系統及方法。本發明通過采用高靈敏度的MOSFET繼電器來實現對現場驅動輸出回路的全面診斷(包括線路故障、觸點故障以及設備電源故障的診斷)，且能夠及時上報故障，保證了優選模塊及現場設備的可靠性，降低了系統的拒動率，提高了系統的安全性。

本發明通過下述技術方案實現：

核安全級優選模塊現場驅動輸出回路診斷系統，該系統包括診斷電路，通過該診斷電路實現現場驅動回路的診斷；所述診斷電路包括兩個二極管、兩個限流電阻和兩個MOSFET繼電器；其中，現場驅動輸出觸點、兩個二極管、現場設備及其供電電源形成一條回路；其中，一個MOSFET繼電器U1、一個限流電阻和兩個二極管連接形成一條回路；另一個MOSFET繼電器U2、另一個限流電阻、輸出觸點和2個二極管連接形成一條回路。

優選的，所述MOSFET繼電器的觸發電流值低于現場設備最低電流值。

優選的，所述MOSFET繼電器采用OMRON繼電器G3VM-201G2。

優選的，該系統還包括優選邏輯控制器，用于控制輸出觸點的狀態控制以及對兩個MOSFET繼電器開關狀態的診斷，并根據兩個MOSFET繼電器開關狀態結合驅動輸出狀態判斷現場驅動輸出回路是否故障。