EXPERIMENTATIONS REALISEES DANS LE CADRE DU PROJET S.P.I.N.

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1 * v^ C^' ' SERVICLS D 1 ELECTRONIQUE DE SAuLAY Sç*^ce d'instrumentaton pour les " (jo Applcatons Industrelles '/ÇL*\ PJ/CB Saclay, le 15 novembre!978 Journées Natonales a"informaton de la SFEN (Socété Françase d*energe Nucléare) sur les nouvelles technques de centr61o-co onde et leur applcaton aux centrales nucléares, en partculer 1300 NI. Pars, France, novembre 1*78. CEA-OONF-4494 RESUME : EXPERIMENTATIONS REALISEES DANS LE CADRE DU PROJET S.P.I.N. Communcaton présentée aux Journées Natonales d'informaton organsées par la S.F.E.N., à Pars, les 23 et 24 novembre 1978 sur le thème : "Nouvelles technques de contrôle-commande et leur applcaton aux centrales nucléares, en partculer 1300 KK". Auteur : Perre J0VER oooooooa La réalsaton d'un système complexe, tel que le S.P.I.N. (Système de Protecton Intogré Numérque), exge un certan norr.brc d'er.pmantatons prélmnares. On décrt dans cette note, les prncpales maquettes d'essa qu ont été réalsées pour vérfer un certan nombre d'optons prses au cours de 1'avant-projeC ; ces raquettes concernent les modules d'entrée-sorte, les nâr.cîres partageas, les "v..j sér.:- asynchrone, '-t unï u^'"' f mct vonne) 1P. par tcal.t-r«, cslle qu fî TrctuL- : l..-:; tratements relatfs nux nouvelles protectons des centrales nuclêa. c: projet.

2 ABSTRACT : EXPERIMENTAL WORK FOR SPIN PROJECT by Perre JOVER The desgn of a sophstcal system, such as SPIM (Système de Protecton Intégré Numérque) requres some prelmnary expermental work. Ths paper descrbes the man devces whch were buld n order to check the optons that were chosen durng the project ; ths devces ncludes nput-output modules, shared-memory module, asynchronous transmsson module and one functonnal unt, devoted to the treatemant of new algorthms for protecton system.

3 SERVICES D'ELECTRONIQUE DE SACLAY Servce d'instrumentaton pour les Applcatons Industrelles PJ/CB Saclay, le 15 novembre 1978 EXPERIMENTATIONS REALISEES DANS LE CADRE DU PROJET S.P.I.W." par P. JOVER Servces d' Electronque de Saclay Servce d'instrumentaton pour les Applcatons Industrelles. C.E.N.-S A C L A Y I. - INTRODUCTION La réalsaton d'un systems complexe, tel que le S.P.I.K- (Systène de Protectcr Intégré Numérque), ex^e un certan nombre d'expérmentatons prélmnares...^n partculer,l est ndspensable de vérfer certanes optons ou certans chox technologques. Auss, afn de mnmser les rsques, on a décdé de construre un certan nombre de maquettes d'essa. On décrt, dans cette note, les prncpales nnquetres réalsées (ou en cours de réalsaton) cîe :F.rXÏ?:-CFR"D:, ave- \n -v, r fc r.-?t on c!<? FRAMATOMR. Ces maquettes peuvent être dvsées en deux groupes : dans les laboratores du CE.A. c. ~ îjssjslsë-hsêeëâlss» lu concernent des ponts partculers du projet, pc. lesquels l fallat prendra des décsons, avant la lancement du prototype (module- Entrées-Sortes, nodule mémore partagée, lason sére asynchrone). ".'2y l 25_l2}!;.^22l 5» f u ' 1 concernent 1«fonctonnement d'untés fonct:; nelles complexes (nouvelles protectons). Conférence face à Parn le l nover/'re 1978,» l'occason des Journées Natonale : d'informaton organsées par la S.F.E.M. sur le thème : "Les nouvelles technque; de contrôle-coxmande et leur applcaton aux centrales nucléares, en partculer 1300 M"./". f *»

4 2. - MAQUETTES ELEMENTAIRES Modules_Ençrées-Sortes l. maquette construte a pour but de mettre au pont les nodules d'acqt: ston des nformatons en provenance des capteurs (entrées analogques, TOR,...) et les modules d'émsson d'nformatons vers les ensembles logques de protecton (sorte TOR). Les modules essayés sont : - cartes de découplage et d'entrée de test pour les grandeurs analogques 10'X, (cas. crtes r.e sont pa:; dars les L'nLes [ ^-actonna les), - carte 16 entrées Analogquas, - carte 32 entrées TOR, - carte entrée compteur, - carte 32 sortes TOR, - carte 8 sortes TGR (déclenchement), - carte affchage. '. ' La maquette a perms de défnr la technologe, la modularté, les caractérstques électrques, 1'encombrement et la consommaton des dfférents nodules qfe l'on trouve dans les untés fonctonnelles (U.F.). Elle a perms auss de défnr le logcel d'acquston ou d'émsson î]éno re_narta32e Les ménores partagées (îî.p.) sont des nodules utlsés pour la transmsson undrectonnel le d^s nformatons entre éeox mcroprocesseurs d'une même U.A.T.P. (Unté d'acquston et. de Tratement pour la Protecton) : unté fonctonnelle vers unté d'échange et vce-versa. La maquette d'essa a perms de mettre au pont le module M.P. et d'étuder les procédures de tr,.sf>rr r?' nf^rrstons entre mcroprocesseurs. Elle a perms auss de régler les prohlèr^s r" r.pl :tr>.f-!v un et de lasons. La carte M,P. a une capacté maxmale de 256 octets, les vtesses de lecture (ou d'écrture) étant de l'ordre de octets/s. Les cartes M.P. sont toutes dentques. Les conflts créée pour les demandes d'accès en provenance d'une unté d'échange (U.E.) ou d'une U.F. sont réglés dans chaque M.P. au moyen de tests pérodques donl la p-'ruclcté c-6z de l'ordre de 1 y,a (vor fgure I). Du pont d. vue des untés centrales des U.E. (ou des U.F.), une M.P. est consdérée comme un pérphérque lbre, connecté en r.aje programmé. L(?s M.P. sont noncées dans lfr. châsss U.F., In raccordement des M.P. ; l'unté contrôle de l'u.f. étant fat par l'ntermédare d'une tête de bac (T.B.) qu cêre le» transtons er.r.t-n unté centrale cl ÎI.P. Le raccordement des M.P. ae. U.E. esc fat par l'ntermédare d'un bus en câble plat souple et d'une tête de'bac qu p,*rc U'H transactons pntr«unte centrale et 21.P. / *

5 On a fat des essas du bus de raccordement des M.P. aux U.E. En effet, ce bus qu rele les 7 M.P. à une même U.E. peut attendre quelques mètres de longueur. On a vérfé que la transmsson des sgnaux (nveau TTL ; durée > 500 ns) pouvat se fare correctement à condton de prendre quelques précautons (adaptator en bout de lgne, régénératon des sgnaux à l'entrée des cartes, entrelacement des brns actfs et des masses dans le câble) Lason_sére_asvnchrone Le but de cette maquette est de mettre au pont un dspostf d'échange d'nformatons à cadence élevée ( bauds) en utlsant une lason sére asynchrone, de défnr des procédures d'échange qu permettent d'assurer une grande sûreté de transmsson, et enfn d'étuder des méthodes de détecton et de sgnalsaton des défallances. Par alleurs, on a été condut à chosr, les fbres optque; comme support physque des lasons entre les untés d'échange. On a donc construt une maquette, comprenant deux cartes : - carte lason sére asynchrone, avec UART travallant à bauds - carte solement optque, à partr de modules ndustrels. Les essas de cette maquette ont été fats en ntégrant les modules "mémore partagée" et "tête de bac" décrts en 2.2. de façon à fare un essa de fonctonnement d'ensemble (fgure 2). On a smulé, de façon suple, mas suffsamment sgnfcatve, le fonctonnement de JPU-X U.F. rommnînnnnt entre elles par l'ntermédare de deux U.E. et d'une fbre optque. Le processus est le suvant : - U.C. (de U.F.) écrt u. message dans M.P.I (de U.E.l)» - U.C.l (de U.E.l) lt dans M.P.I et transmet le message â U.E.2., - U.C.2 (de U.E.2) écrt le message dans M.P.2 (de U.F.)» - U.C. (de U.F.) lt dans M.P.2 et compare le message éms ec le message reçu. On a fat un certan nombre d'essas qu ont montré le fonctonnement satsfasant de l'ensemble MAQUETTE FONCTIONNELLE Parallèlement aux élude; Je projet, et ck- façon à vérfer les performance;. (précson, temps de réponse) et évaluer les procédures de mse au pont du logcel prévues, on a décdé de construre la tn (uette d'une unté fonctonnelle relat v-. n complexe, celle qu effectua le:; tra l'er'-nts nécessares pour les nouvelles protectons, à savor : - protecton va-ù-vtr; de la «-.r ::;.!'êlmjl.t on locale (ce qu est Hpp«'Jé p.: les nm',1.n-r..txon:; D.K.B.R., r.o.r n»p-rmr" of Hurlante. Bolnjr, K.f.o).'

6 protecton vs-à-vs de la fuson au eencre de la pastlle de combustble (pussance lnéque). Cette unté fonctonnelle (vor fgure 3) utlse les entrées suvantes : - Courants de chambre d'onsaton, - Postons des barres de commande, - Presson dans le crcut prmare, - Vtesse de rotaton des pompes prmares, - Températures d'entrée et sorte prnares. Elle fournt les sortes suvantes : - Ordres d'arrêt d'urgence, - Alarmes. Elle utlse donc les prncpaux modules défns en 2.!. Les tratements étant relatvement complqués (produt de matrces, calcul d'exponentelle), on a décdé d'utlser un opérateur de calcul auxlare (O.V.F., système CE.A.) connecté au mcroprocesseur MOTOROLA. Une premère estmaton des performances a été fate à l'ade d'une smulaton (temps de calcul : 0,5 seconde, encombrement mémore : 15 K octets). La maquette est actuellement en cours de montage et dot être essayée en laboratore au début de l'année CONCLUSION Les expérmentatons fates à l'ade des Maquettes élémentares décrtes clans cette note, ont perms de lancer les approvsonnements pour la constructon du prototype. Elles ont perms de vérfer un certan nombre de ponts crtques, lés à la structure chose pour le S.P.I.N. Elles n'ont pas réglé tous les problèmes, notamment l'nterconnexon de toutes les U.F. et de toutes les U.E. d'une même U.A.T.P. et a forcor, le fonctonnement smultané des quatre U.A.T.P. Les travau:-: contnuent pour évter toute surprse au moment des essas du prototype. O099O O D <5

7 Fg.1. CHRONOGRAMME MEMOIRE PARTAGEE Horloge Test écrture Test lecture Demande écrture Demande lecture Valdaton lecture ACQL Chargement données dans tête de bac

8 Fg.2. MAQUETTE DESSAI DE LIAISON ENTRE UNITES FONCTIONNELLES PAR L'INTERMEDIAIRE ffune LIASION SERIE ASYNCHRONE UF, nr 2 E L rr E L TB PS PE r* ut» 1 mf LCCu. e Ecrture T3 UC UART UE 1 OPTO TB UC 2 UART OPTO UE 2

9 1 Fg. 3. SYNOPTIQUE DU TRAITEMENT REALISE DANS LA MAQUETTE DNBR Courants de chambre Poston cas groupes Presson prmare Température branche frode Température branche chaude Uebt prmare Dstrbuton axale t Nveau de pussance I "1 T 1 Facteur de pc radal Facteur d'élévaton d'enthalpe Calcul DNBR JL t»... r\» %r\t