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核電站“神經(jīng)中樞”自主研發(fā)獲重大突破

http://bfqmb.cn 2010-12-13 11:12 來源:中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)專家咨詢工作委員會(huì)

  10月24日電(記者瞿劍)中廣核旗下北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司今天在北京發(fā)布其具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核安全級數(shù)字化控制平臺(tái)研發(fā)最新成果,同時(shí)與華能山東石島灣核電站、中核能源科技、清華大學(xué)核研院就包括高溫氣冷堆在內(nèi)的核安全級全廠數(shù)控系統(tǒng)(DCS)等合同簽約。國家發(fā)改委副主任、國家能源局局長張國寶稱贊廣利核的最新成果“標(biāo)志著我國自動(dòng)控制系統(tǒng)的新水平,解決了我國工業(yè)體系中的一塊心病”。

  據(jù)介紹,核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)是整個(gè)核電站的“神經(jīng)中樞”,長期以來我國在這一領(lǐng)域的產(chǎn)品絕大部分依賴進(jìn)口。近幾年,國家積極實(shí)施核電關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化戰(zhàn)略,北京廣利核應(yīng)用自主研制的HOLLiAS-N DCS系統(tǒng)平臺(tái),承擔(dān)了紅沿河、寧德、陽江等核電站的10臺(tái)機(jī)組項(xiàng)目,率先實(shí)現(xiàn)了核電站非安全級數(shù)字化儀控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自主化、設(shè)備國產(chǎn)化和工程本地化,但核安全級數(shù)字化控制保護(hù)系統(tǒng)一直是我國核電技術(shù)難以突破的重要瓶頸之一。

  此次核安全級數(shù)控平臺(tái)最新成果由落戶北京廣利核的國家能源核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)研發(fā)中心發(fā)布。據(jù)北京廣利核總經(jīng)理郝志堅(jiān)介紹,最新發(fā)布的核級數(shù)控平臺(tái)成果嚴(yán)格遵循核安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求,各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過了國外同類產(chǎn)品,不但可以直接應(yīng)用于CPR1000等二代改進(jìn)型壓水堆、AP1000和EPR等三代壓水堆的控制保護(hù)系統(tǒng),而且對高溫氣冷堆和快中子堆等第四代核電反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的研制具有重要推動(dòng)作用。他透露,廣利核在掌握了此項(xiàng)核心技術(shù)的基礎(chǔ)上,將以陽江5、6號機(jī)組反應(yīng)堆數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)為目標(biāo),加速開展后續(xù)應(yīng)用設(shè)計(jì)工作。

  核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)簡介

  核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)簡介 http://www.dianli.com2010

    摘 要 在總結(jié)不同時(shí)期核電站儀表控制系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上,以兩座典型的核電站全數(shù)字化儀控系統(tǒng)為例,結(jié)合核電站儀控系統(tǒng)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,進(jìn)行詳細(xì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能分析,并提出我國新世紀(jì)核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)的改造與設(shè)計(jì)思路。

  關(guān)鍵詞 過程控制 DCS 智能化 以太網(wǎng) 現(xiàn)場總線

  核電站的儀表和控制系統(tǒng)是核電站的重要組成部分,機(jī)組的安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行已經(jīng)在很大程度上取決于儀表控制系統(tǒng)的性能水平。從我國已經(jīng)建成的和在建的核電工程來看,核電站的儀控系統(tǒng)經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一階段是以模擬量組合單元儀表為主的控制系統(tǒng),如正在運(yùn)行的我國300 MW秦山核電站主控制系統(tǒng)應(yīng)用的FOXBORO公司的SPEC200組裝儀表,大亞灣2×980 MW核電站主控制系統(tǒng)采用的Baily 9020系統(tǒng)也屬于這一類。其模擬量儀表采用小規(guī)模集成電路運(yùn)算放大器為基礎(chǔ)的元件來控制,邏輯量儀表采用繼電器等硬邏輯電路來控制。因而系統(tǒng)所需要的儀表控制器件數(shù)量多,運(yùn)行操作管理和維護(hù)工作任務(wù)重,大部分采用手動(dòng)操作,主控室布局也顯得較大。第二階段是以模擬量和數(shù)字量混合運(yùn)用的主控制系統(tǒng),這一類實(shí)際是核島系統(tǒng)仍采用小規(guī)模集成電路運(yùn)算放大器為基礎(chǔ)的模擬量元件來控制。而部分常規(guī)島和輔助系統(tǒng)采用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng),結(jié)合軟件自診斷技術(shù)、冗余技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),減少很多硬接線和就地控制柜,提高了系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。剛剛建成的廣東嶺澳核電站(2×980 MW)儀表控制系統(tǒng)就屬于這一類。第三階段稱為全數(shù)字化儀表控制系統(tǒng),它將應(yīng)用成熟的常規(guī)電站分布式控制系統(tǒng)(DCS)加以改進(jìn)并移植過來,全面應(yīng)用在常規(guī)島、BOP、核島部分,構(gòu)成核電站全新數(shù)字化儀表控制系統(tǒng)。現(xiàn)階段應(yīng)用比較典型的全數(shù)字化儀控系統(tǒng)有:日本日立等公司開發(fā)的NUCAMM-90系統(tǒng)、法國法馬通公司N4控制系統(tǒng)、ABB公司的NUPLEX80 系統(tǒng)、美國西屋公司的Eagle21 WDPFⅡ系統(tǒng)以及我國在建的田灣核電站所采用的德國西門子公司的TELEPERM XP XS系統(tǒng)等。

  1 核電站儀控系統(tǒng)的特點(diǎn)及全數(shù)字化儀控系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)原則

  核電站儀控系統(tǒng)的特點(diǎn)是由其工藝過程的特點(diǎn)決定的,一般來講典型的核電站儀控系統(tǒng)特點(diǎn)可以歸納為以下幾點(diǎn):

  (1)控制對象的工藝流程復(fù)雜,監(jiān)測和控制的參數(shù)多而且各種過程參數(shù)聯(lián)系密切,1000 MW典型的核電站儀控系統(tǒng)的參數(shù)信息量和指令大約是7000~9000個(gè)。

 ?。?)系統(tǒng)安全性、可靠性要求高,運(yùn)行質(zhì)量直接與儀控系統(tǒng)性能相關(guān)。

 ?。?)反應(yīng)堆工作或停堆后一段時(shí)間內(nèi),大部分設(shè)備人員無法接近。

 ?。?)控制和監(jiān)測核燃料裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及堆芯狀態(tài)監(jiān)測的必要性。

 ?。?)大量核物理、熱工、水力及其它一些直接測量無法得到的參數(shù)計(jì)算多,且精確性和實(shí)時(shí)性要求高。這些特性使核電站的控制對象變得十分復(fù)雜,必須采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)使儀控系統(tǒng)的軟硬件裝置的設(shè)計(jì)功能滿足生產(chǎn)工藝過程的需要和對過程設(shè)備在機(jī)組運(yùn)行工況下的監(jiān)督和控制,才能保證電站的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此,核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循以下原則:

  (1)故障安全原則;

  (2)單一故障原則;

  (3)多樣性原則;

 ?。?)獨(dú)立性原則;

 ?。?)冗余性原則;

 ?。?)共模故障最小原則;

 ?。?)節(jié)能降耗原則;

 ?。?)經(jīng)濟(jì)性原則。下面就以兩種典型的核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)為例,進(jìn)行詳細(xì)的功能分析,以便進(jìn)一步探討現(xiàn)階段核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和具體應(yīng)用。

  2 典型的核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)功能分析

  2.1 N4核電站的數(shù)字化儀控系統(tǒng)

  N4是法國法馬通公司推出的1450 MW系列的最新一代壓水堆核電站,分別在法國的Chooz和Civaux兩個(gè)地方建造4臺(tái)機(jī)組,其中Chooz的兩臺(tái)機(jī)組已投入運(yùn)行。N4的儀表控制系統(tǒng)也是在原來該公司1300 MW P4機(jī)組的儀控系統(tǒng)上進(jìn)一步發(fā)展而來的。從功能上分為4級,即:現(xiàn)場設(shè)備級、控制和保護(hù)系統(tǒng)級、人機(jī)接口級、遠(yuǎn)程和就地技術(shù)管理系統(tǒng)級。其中前兩級的安全系統(tǒng)由兩條實(shí)體隔離的通道A和B組成,這樣每條通道均能獨(dú)立控制整個(gè)機(jī)組。其中現(xiàn)場設(shè)備級的控制和保護(hù)系統(tǒng)主要有150個(gè)稱為"Contronic E"的儀表控制單元組成,組成一個(gè)完全模塊化的分布式控制系統(tǒng),用于數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理。每個(gè)控制站由一個(gè)中央系統(tǒng)(CMX)和I/O單元組成。中央單元執(zhí)行控制、操作和診斷任務(wù)以及外圍總線(P-Bus)和通信網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸。該網(wǎng)絡(luò)按功能可劃分為控制總線(A-Bus)和操作總線(L-Bus)。它支持?jǐn)?shù)據(jù)在實(shí)時(shí)狀態(tài)下在所有站之間進(jìn)行傳輸。控制和保護(hù)系統(tǒng)級由Sema Group集團(tuán)負(fù)責(zé)提供以它自己的產(chǎn)品ADACS為基礎(chǔ)的KIC操作系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由下面幾個(gè)部分組成:

 ?。?)操作員工作站:操作員工作站是控制系統(tǒng)與用戶進(jìn)行信息交換的設(shè)備,其主要功能是為運(yùn)行操作人員提供人機(jī)界面,使操作人員及時(shí)全面地了解系統(tǒng)運(yùn)行情況,并對生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。該系統(tǒng)可向操作員提供正常控制程序的1500幅畫面、事件和事故控制程序的1200幅畫面,以及4000個(gè)事故警報(bào)數(shù)據(jù)表??刂剖也贾糜?個(gè)同類型操作臺(tái)和一個(gè)提供機(jī)組狀態(tài)全貌的墻式動(dòng)態(tài)模擬顯示屏。當(dāng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)失靈時(shí),一個(gè)常規(guī)輔助控制臺(tái)作為計(jì)算機(jī)控制備用,并備有緊急操縱時(shí)的常規(guī)操作儀器。

 ?。?)中央服務(wù)器:所有的系統(tǒng)信息、報(bào)告及總數(shù)據(jù)庫由中央服務(wù)器統(tǒng)一管理,以實(shí)現(xiàn)信息集中管理。中央服務(wù)器用UNIX或WINDOWS NT為操作系統(tǒng),配以系統(tǒng)應(yīng)用軟件,組態(tài)功能由中央服務(wù)器提供。工程師可利用中央服務(wù)器的系統(tǒng)應(yīng)用軟件來修改或添加控制配置并下載至控制器中。

 ?。?)控制器:控制器作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制中樞主要包括處理器、內(nèi)存、I/O接口和外部通訊接口。采用模塊化結(jié)構(gòu)形式。處理器模塊、本地I/O模塊、通訊接口模塊等均插入同一框架中,通過數(shù)據(jù)總線相連,實(shí)現(xiàn)"軟接線",另外,通過現(xiàn)場PLC還可擴(kuò)展遠(yuǎn)程I/O模塊。

  (4)局域網(wǎng)(LAN)及外圍總線:Ethernet(以太網(wǎng))采用載波偵聽/多路訪問協(xié)議,具有10 Mbps及100 Mbps的通訊速度,但它不具備實(shí)時(shí)性;ARCNET采用令牌傳輸協(xié)議,具有2.5 Mbps的通訊速度,具有較好的實(shí)時(shí)性。局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用總線形、混合形。其傳輸介質(zhì)使用同軸電纜和光纖。作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場總線對現(xiàn)場環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)性,不但減少了大量的隔離器、端子柜、I/O卡及I/O端口,節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間,同時(shí)還減少了大量電纜,節(jié)省了安裝費(fèi)用。

 ?。?)輸入/輸出(I/O)模塊:如模擬量/數(shù)字量、直流/交流、電壓/電流及不同電壓等級的I/O模塊等。將多個(gè)控制器及I/O框架分散后進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),一方面可將生產(chǎn)過程的全部信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送至中央服務(wù)器以實(shí)現(xiàn)信息集中,另一方面避免因個(gè)別設(shè)備出現(xiàn)故障殃及整個(gè)系統(tǒng)而造成的危險(xiǎn),提高可靠性。

  N4核電站的數(shù)字化儀控系統(tǒng)充分體現(xiàn)了"信息集中,控制分散"的設(shè)計(jì)思路。隨著計(jì)算機(jī)信息控制技術(shù)的不斷發(fā)展,各生產(chǎn)廠商競相研制各種豐富多樣的自帶處理器的智能型I/O模塊,如CRT模塊、數(shù)控模塊、計(jì)算模塊、模糊模塊等,這些I/O模塊可與工業(yè)現(xiàn)場的按鈕、變送器、傳感器、電磁閥門及馬達(dá)控制器等設(shè)備元件直接相連,在完成基本控制功能的同時(shí)還可以隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行情況。如果在系統(tǒng)應(yīng)用軟件中采用智能控制算法或利用人工智能技術(shù)進(jìn)行自診斷和故障的早期預(yù)測,并通過優(yōu)化過程控制來提高系統(tǒng)的工作可靠性和控制水平,使系統(tǒng)更具有開放性、互操作性和互用性。將使現(xiàn)在的數(shù)字化儀控系統(tǒng)更加完善。但是目前由于計(jì)算機(jī)軟硬件水平的限制,有些功能模塊的功能還不是很強(qiáng),品種也不夠齊全,只能組成一般的控制回路如單回路、串級、比例控制等,對于復(fù)雜的、先進(jìn)的控制算法還無法在儀表中實(shí)現(xiàn);對于單回路內(nèi)有多輸入、多輸出的情況缺乏良好的解決方案,成功的應(yīng)用實(shí)例不多,難以評估其實(shí)際應(yīng)用的效果。所以有的用戶借鑒上述儀控系統(tǒng)中的局部設(shè)計(jì)思路,嘗試將現(xiàn)場已經(jīng)應(yīng)用成熟PLC設(shè)備連接到獨(dú)立的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,與操作站直接通信。尤其在舊的核電站儀控系統(tǒng)改造方案中,可以直接利用現(xiàn)場原有的電纜和一次測量元件及執(zhí)行機(jī)構(gòu),只是對監(jiān)測和控制部分用先進(jìn)的I/O模塊和PLC設(shè)備對原來的控制柜或控制儀表進(jìn)行改造或替換。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況,選用適當(dāng)?shù)囊蕴W(wǎng)PLC、現(xiàn)場總線PLC以及遠(yuǎn)程智能I/O設(shè)備更換現(xiàn)場的老式控制柜和輔助繼電器柜,甚至利用先進(jìn)的小型分布式控制網(wǎng)絡(luò)替代原來的第一代模擬量組裝儀表和控制盤臺(tái),使原先第一代或第二代的核電站儀控系統(tǒng)重新煥發(fā)了生命力,不但解決了原有老系統(tǒng)卡件老化嚴(yán)重且沒有備品備件的問題,而且對機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。

  2.2 西門子TELEPERM XP XS系統(tǒng)

  西門子TELEPERM XP XS分布式控制系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)、測量控制技術(shù)、通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CRT技術(shù)、圖形顯示技術(shù)及人機(jī)接口技術(shù)于一體,對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)測、控制、操作、管理的一種新型數(shù)字化儀控系統(tǒng)。

  從系統(tǒng)安全和系統(tǒng)硬件角度看,結(jié)構(gòu)圖劃分為安全系統(tǒng)、正常運(yùn)行系統(tǒng)以及和安全相關(guān)的正常運(yùn)行系統(tǒng)。其中TELEPERM XS用于安全系統(tǒng),TELEPERM XP用于正常運(yùn)行系統(tǒng)。而且由這兩個(gè)控制系統(tǒng)共同完成核電站中全部的自動(dòng)控制任務(wù)。圖中的標(biāo)識(shí)分別表示:AP為自動(dòng)處理器;APF為故障安全自動(dòng)處理器;AS620為自動(dòng)控制系統(tǒng);ES/DS為工程設(shè)計(jì)及調(diào)試診斷系統(tǒng);ET/DT為工程師診斷終端;FUM為功能模件;M為電動(dòng)機(jī);MSI為監(jiān)測和服務(wù)接口;OM為操作和監(jiān)測系統(tǒng);OT為操作終端;PU為數(shù)據(jù)處理單元;SU為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元;TXP為TELEPERM XP系統(tǒng);TXS為TELEPERM XS系統(tǒng);XU為外部網(wǎng)絡(luò)連接裝置。根據(jù)系統(tǒng)功能可分為:

 ?。?)過程控制級(包括電站控制級和機(jī)組控制級):它提供在主控室(MCR)對工藝過程的控制、監(jiān)測和觀察。行程儀控系統(tǒng)和主控操作員之間的接口,包括操作終端、顯示器及主控室和應(yīng)急控制室的備用監(jiān)測控制設(shè)備。備用設(shè)備同TXS和TXP直接相連。此控制級同樣具有執(zhí)行儀控工程師要求的功能,并處理文件和保存歸檔。

 ?。?)通信級(終端總線):它是在操作和監(jiān)測系統(tǒng)(OM690)框架內(nèi)部的通訊級,完成過程控制級和處理級之間的連接。

 ?。?)處理級:包括OM650系統(tǒng)的信號處理計(jì)算機(jī)(PU/ET/DT等),用于完成各種信息信號的處理。

 ?。?)通信級(電廠總線):通過它和其它總線將整個(gè)系統(tǒng)和分布式控制系統(tǒng)連接起來。所有的總線都采用光纖。其中TXP系統(tǒng)的電廠總線保證所有的自動(dòng)化處理器之間的通信,以及過程操作和監(jiān)測系統(tǒng)(OM650)、工程設(shè)計(jì)和調(diào)試診斷系統(tǒng)(ES/DS)部件之間的通信。TXS總線連接安全儀控系統(tǒng)的功能計(jì)算機(jī)和工程設(shè)計(jì)調(diào)試系統(tǒng)(SPACE)。它還通過至TXP的網(wǎng)關(guān)式安全儀控系統(tǒng)與正常運(yùn)行設(shè)備相連。

 ?。?)自動(dòng)控制級:TXP系統(tǒng)的自動(dòng)控制級包括故障安全型自動(dòng)控制級(APF)和自動(dòng)控制級(AP),AP是自動(dòng)控制系統(tǒng)AS620B(如圖4左)的核心部件。專為核電站設(shè)計(jì)的、內(nèi)部采用"二取二"硬件配置(如圖4右)的故障安全型自動(dòng)控制級(APF)被用于與安全相關(guān)的儀控系統(tǒng),整個(gè)自動(dòng)控制級執(zhí)行現(xiàn)場設(shè)備和系統(tǒng)的安全保護(hù)功能,并且提供自動(dòng)控制級和獨(dú)立控制級之間的數(shù)據(jù)交換。它的具體功能包括開環(huán)和閉環(huán)控制、邏輯操作、信號處理、測量結(jié)果處理。TXS 的自動(dòng)控制級由功能計(jì)算機(jī)構(gòu)成,傳感器的信號提供給相應(yīng)的反應(yīng)堆停堆系統(tǒng)通道的TXS機(jī)柜,在機(jī)柜進(jìn)行輸入信號的采集、預(yù)處理、按規(guī)定的算法進(jìn)行精確計(jì)算和邏輯處理,然后根據(jù)相應(yīng)的優(yōu)先級控制給出控制棒和安全系統(tǒng)設(shè)備的輸出指令。 

 ?。?)獨(dú)立控制級:它是工藝過程和儀控系統(tǒng)之間的接口,提供輸入/輸出信號(I/O)、信號限定和依據(jù)優(yōu)先級規(guī)則完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制,并將信號傳送給自動(dòng)處理器。

 ?。?)過程級:它包括傳感器和測量變送器以及工藝過程設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

  整個(gè)系統(tǒng)的信息是通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸?shù)?,網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)總線系統(tǒng)SINEC H1-FO和SINEC L2-FO組成,SINEC H1-FO(FO-Fiber Optic cable)總線系統(tǒng)構(gòu)成了通信級,用于電廠過程自動(dòng)控制級儀控設(shè)備之間的信息交換、機(jī)組過程控制級儀控設(shè)備之間的信息交換以及正常運(yùn)行系統(tǒng)、與安全相關(guān)的正常運(yùn)行系統(tǒng)、安全控制系統(tǒng)之間的信息傳輸,并提供電站級和機(jī)組級到控制室的數(shù)據(jù)傳輸。它采用ISO/OSI標(biāo)準(zhǔn)化模式,傳輸速率為100 Mbps。SINEC L2-FO總線系統(tǒng)用于正常運(yùn)行系統(tǒng)儀控設(shè)備與安全系統(tǒng)儀控設(shè)備之間、正常運(yùn)行系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間、TXP系統(tǒng)自動(dòng)控制機(jī)柜和OM690系統(tǒng)之間以及處理器部件之間的信息傳輸。另外還通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)從安全系統(tǒng)到OM690系統(tǒng)的信息傳輸。SINEC L2-FO完全基于PROFIBUS過程現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)子集。它的傳輸速率為1.5 Mbps。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)始終可以滿足現(xiàn)代核電站的各種過程控制要求。

  上述兩套數(shù)字化儀控系統(tǒng)的共同優(yōu)點(diǎn)是:

 ?。?)系統(tǒng)上各工作站是通過網(wǎng)絡(luò)接口連接起來的,各工作站獨(dú)立自主地完成自己的任務(wù),且各站的容量可擴(kuò)充,配套軟件隨時(shí)可加載組態(tài),是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的高可靠性子系統(tǒng);

 ?。?)實(shí)時(shí)可靠的工業(yè)控制局部網(wǎng)絡(luò)使整個(gè)系統(tǒng)信號共享,各站之間從總體功能及優(yōu)化處理方面具有充分的協(xié)調(diào)性;

 ?。?)通過人機(jī)接口和 I/O 接口,對過程對象的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、分析、記錄、監(jiān)視、操作控制,還可以進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組態(tài)回路的在線修改、局部故障的在線維修;

 ?。?)結(jié)構(gòu)上采用容錯(cuò)設(shè)計(jì),使得在任一個(gè)單元失效的情況下,仍然保持系統(tǒng)的完整性,即使全局性通信或管理失效,局部站仍能維持工作。從硬件上包括操作站、控制站、通訊鏈路都采用雙重化配置,從軟件上采用分段與模塊化設(shè)計(jì)、積木式結(jié)構(gòu)、程序卷回或指令復(fù)執(zhí)的容錯(cuò)設(shè)計(jì),具有很高的可靠性;

 ?。?)硬件和軟件采用開放式,標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),具有靈活的配置,可適應(yīng)不同用戶的需要。工廠改變生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程時(shí)只需改變系統(tǒng)配置和修改軟件組態(tài)即可實(shí)現(xiàn);

 ?。?)軟件面向工業(yè)控制技術(shù)人員、工藝技術(shù)人員和生產(chǎn)操作人員,采用實(shí)用而簡捷的人機(jī)會(huì)話系統(tǒng),復(fù)合窗口技術(shù),畫面豐富、直觀。趨勢圖、流程圖、批量控制圖、計(jì)量報(bào)表、操作指導(dǎo)畫面、菜單功能等均具有實(shí)時(shí)性。所配置的平面密封式薄膜操作鍵盤、觸摸式屏幕、鼠標(biāo)器、跟蹤球等操作器更便于操作,并越來越具有通用性。

  3 核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)發(fā)展趨勢

  隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展,集控制、維修和技術(shù)管理(intelligent control maintenance and technical management system, ICMMS)于一體的智能控制系統(tǒng)已經(jīng)成為電站儀控系統(tǒng)發(fā)展的方向。這種控制系統(tǒng)的控制單元不再是簡單的傳感器和控制器,而是具有一定的自主控制、數(shù)據(jù)管理和通信能力的一種智能自主體(Agent)。上述兩套儀控系統(tǒng)已經(jīng)部分采用了這種技術(shù)。

  4 結(jié)論

  核電站采用數(shù)字化儀控系統(tǒng)的優(yōu)勢是顯而易見的,筆者認(rèn)為數(shù)字化儀控系統(tǒng)的安全性問題其實(shí)在技術(shù)上不難實(shí)現(xiàn),只是經(jīng)濟(jì)性和安全性之間進(jìn)行綜合考慮的一個(gè)系統(tǒng)性問題,完全可以消除原來認(rèn)為的數(shù)字化儀控系統(tǒng)安全問題的疑慮。所以隨著越來越先進(jìn)的數(shù)字化儀控系統(tǒng)在常規(guī)電站的實(shí)踐應(yīng)用,核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也應(yīng)該借鑒常規(guī)電站儀控系統(tǒng)的先進(jìn)設(shè)備經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)思路。

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