为了保持控制器输出信号不突变，避免干扰系统，控制系统通常采用无干扰切换。无干扰切换技术是指两个相同的控制设备（或电路），一个控制设备（或电路），另一个控制设备（或电路）备用，切换备用设备（或电路）。由于两个控制设备（或电路）相同，在切换过程中没有干扰和突变。
在核电厂，化学和体积控制系统通过充电和排放保持稳压器中的液位在额定设计变化范围内。排放背压调节阀位于化学和体积控制系统排放管段的压缩孔板后，其作用是控制排放压力。当反应堆满水时，阀门可以控制反应堆冷却剂系统的压力。该阀为核安全3级。秦山一期核电站采用主、双回路控制排放背压调节阀，实现无扰动切换；但在实际应用中，主、控制模式无法控制阀。
1 下泄压调节阀控制系统原理
为了达到控制降压孔板信号控制阀达到一定开度，达到控制压缩孔板后达到一定压力的目的。无扰动切换是下压力调节阀控制系统的优点。为实现无扰动切换，系统采用主控制和控制电路，控制系统原理图和控制系统接线图如图1和图2所示。
图1
控制系统由压力传感器、信号隔离器（信号转换模块）、可编程控制器（调节卡）、跟踪卡、手动选择开关、固态逻辑组件、继电器逻辑组件包和主控制选择开关组成。
固态逻辑组件由门电路组成，将开关信号转换为电压信号；继电器逻辑组件包括根据输入触点开关和关闭输出触点的继电器和四个触点。
压力传感器测量下泄管段孔板后的压力值，测量值为4~20mA信号被信号隔离器隔离后，发送到主控和应控两回路。
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在主控回路中，4~20mA测量值通过I/V将模块转换为信号，输入主控调节卡。主控调节卡首先将测量值与预期值差，然后将差值差PID操作。调节卡的输出由手动选择开关控制。当手在自动位置自动选择开关时，调节卡直接输出到继电器逻辑组件2 端；当手在手动位置自动选择开关时，设置的电流源输入继电器逻辑组件2 端，然后由2-端输出控制下的背压调节阀。该系统使用继电器逻辑组件的端子1 、2 、2-、3 、5和6。1 端连接控制主控制开关，2 端连接主控制调节卡，3 端连接控制调节卡，5端通过固体逻辑组件连接控制跟踪卡，6端通过固体逻辑组件连接控制跟踪卡，2-端输出信号通过信号转换模块连接到控制阀。5端和6端的电平始终相反。当端子5电压为15时V与之连接的主控跟踪卡无跟踪功能；此时，6端电压为0V，应控跟踪卡具有跟踪功能，跟踪主控调节卡的输出。相反，如果5端电压为0V，主控跟踪卡工作，跟踪调节卡输出；6端电压为15V，控制跟踪卡不工作。
图2
正常情况下，系统在主控模式下运行。此时，2 、2-为常闭触点，3 、2-为常开触点，6端为低电，触发应控跟踪卡工作。应控跟踪卡的输入引入自继电器逻辑组件2-端，输出到3 端，使2 端和3 端电位相同，实现跟踪主控调节卡的功能。
当主控制开关达到控制模式时，3 、2-接触关闭，2 、2-接触打开。由于3 和2 电位相同，可实现无扰动开关。在控制模式下，6端为低电平，触发主控制跟踪卡与控制调节卡的协调。2 端和3 端电位相同，确保无扰动开关。
但在任何时候，系统只能在一种模式下工作，只能有。
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二 存在的问题
2.1 问题描述
核电厂运行时，出现下控制阀前压力偏差、下控制阀前压力高报警，下控制阀故障全关闭，主控制手动无法打开。切换到控制模式仍然无法操作。指导维护人员更换控制电路跟踪卡后，下压力调节阀的主控制和手动开关正常。
2.2 问题分析
事故发生后，主控跟踪卡发生故障，驱动输入端电位始终为10V。应控跟踪卡输入端和继电器逻辑组件的输入端电位钳为10V。该问题的背后反映出系统设计中存在下列深层原因：
1)功能冗余，部分设备可删除。固态逻辑组件的功能是将继电器逻辑组件输出(5 、5-、6 、6-)的开关信号转换为电压信号，然后发送到跟踪卡(3 、3-)。然而，跟踪卡内的电路结构可以将开关信号转换为电压信号。因此，可以删除固态逻辑组件的冗余功能。
2）主控和应控双控模式不是备用关系。当核电厂正常运行时，操作员在主控制室监控和操作设备。应急控制室需要跟踪主控制室，以实现无扰动切换。只有当主控制室不可用时，才能切换到应急控制室。此时，操作员将电厂引入安全停车状态。在原设计中，主控制室跟踪应控室调节器的输出是为了实现无干扰切换。但实际上，当核电厂在应控模式下工作时，表明主控制室不能使用。因此，主控制室无需跟踪应控室控制器的输出值。删除主控制跟踪卡，简化控制系统，降低电路故障率。
3)跟踪卡值不当，容易导致电位钳。原系统将两个跟踪卡的值、继电器逻辑组件的输出端和下泄压调节阀的输入端连接在一起。任何故障都很容易导致电位钳，使控制电路短路，导致主控制和手动无法控制。
因此，跟踪卡的值应选择在适当的位置，不影响系统的无扰动切换。
3 改进方案
针对上述问题，制定以下改进方案：
1)删除主控跟踪卡。主控室无需跟踪应控室，因此删除主控跟踪卡。
2)删除固态逻辑组件。本系统选择Foxboro公司生产的2AX DSS型固态逻辑组件。组件内部电路的输入端有 15V电压可以将开关信号转换为电压信号。因此，固态逻辑组件可以删除。继电器逻辑组件6 和6-端直接连接到应控跟踪卡的3 和3-端。
3)跟踪卡的值选择在调整卡的输出端。控制跟踪卡的驱动输入端1 直接连接到主控制调节卡的输出端2 。此举避免了多点交叉电位钳和控制电路短路。
改进后，下泄压调节阀控制系统原理图和控制系统接线图如图3和图4所示。将图1、图2与图3、图4进行比较，改进后的下泄压调节阀控制系统也可实现无扰动切换，简化设备，简化系统，降低故障概率。
图3 改进后下泄压调节阀控制系统原理图
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图4 改进后的下泄压调节阀控制系统接线图
4 验证总结
秦山一期核电站原设计的下泄压调节阀具有无扰动切换的功能，但在实际运行中，由于电位钳导致主控无法工作。
针对这一问题，本文分析了故障的原因，提出了改进方案，删除了固态逻辑门电路，删除了主控制跟踪卡，简化了设备，简化了系统；并将跟踪卡的值转移到调整卡的输出端，以避免电压被夹住。
改进后的下泄压调节阀控制方案不仅保证了原有的功能和优点，而且简化了系统，简化了设备，从而降低了故障率。改进方案在秦山一期核电站运行良好。
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