核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取核电厂仪控功能控制需求列表；将核电厂的仪控功能控制需求列表中的仪控系统/设备按照主功能划分为若干个功能组；将若干个所述功能组中的每一个功能组分配为若干个功能单元；将每个功能单元内产生的信号按照功能分配到不同功能单元机柜的不同卡件上；按照预设分配规则，对信号分配结果进行检测，以获得初步分配方式；对初步分配方式进行可靠性检测，并根据检测结果对信号分配结果进行优化调整。本发明专利技术核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统可降低功能信号间的相关性影响，降低核电厂数字化仪控系统(DCS)潜在失效/故障引起核电厂安全的风险度。

【技术实现步骤摘要】
核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统
本专利技术属于核电
，更具体地说，本专利技术涉及一种核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统。
技术介绍
核电厂的仪表和控制系统是核电站的重要组成部分，机组的安全可靠、经济运行在很大程度上取决于仪表控制系统的性能水平。目前应用的核电厂数字化仪控系统(DCS)综合应用了计算机、通讯、显示和控制等技术，作为电厂的“神经中枢”提供了先进的控制和管理手段，以确保核电厂安全可靠运行。核电厂DSC从设计到制造需满足可靠性、安全性和经济性等要求，且具有分散控制的基本特点，但若过于强化分散控制功能会直接导致信号处理及驱动机柜等硬件数量增加，不利于经济性。因此，在实际核电厂DCS工程中，需要依据信号的功能特性，例如安全分级、冗余性、外部灾害防护、纵深防御与多样性要求、防误驱动、供电等，以及机柜等硬件自身的特殊要求，例如CPU负荷等，在有限数量的机柜等硬件中进行合理的信号功能分配/分组，使其整个DCS能够满足分散控制、集中管理、经济可靠的要求。目前，一种现有的核电厂DCS信号分配方法中，先根据工艺系统功能需求进行主功能分配，将仪控功能直接分配到仪控系统的不同处理单元，并需要将具体的信号按功能单元在不同处理器机柜和不同IO卡上进行分配，在DCS信号分配后，采用定性评估的方式按照信号的功能特性需求进行验证，以便进行信号分配的改进，上述现有的DCS信号分配方法具有如下缺陷：(1)在DCS信号分配/分组设计过程中，多采用定性评估的方式，强调其分配过程与定性原则的相符合程度，无法客观全面地评价整个DCS的可靠性、安全性和经济性。(2)无法识别潜在的信号间相关性问题，可能面临某卡件/机柜失效，导致多个具有相关性的重要信号同时失效。(3)无法确定因不同信号功能分配给DCS设备的重要度带来的影响，可能面临某DCS设备的风险度较为集中，导致潜在系统性风险加大。(4)无法给出不同信号功能分配/分组方案带给整个DCS系统及整个核电厂潜在风险大小的影响，无法评价设计方案的优劣。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术的上述核电厂DCS信号分配/分组方式，无法客观全面的评价整个DCS的可靠性、安全性和经济性，也无法评价DCS可靠性对核电厂潜在风险的影响的缺陷，提供一种核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，包括以下步骤：S0、获取核电厂仪控功能控制需求列表；S1、将核电厂的仪控功能控制需求列表中的仪控系统/设备按照主功能划分为若干个功能组；S2、将所述若干个功能组中的每一个功能组划分为若干个功能单元；S3、将每个功能单元内产生的信号按照功能分配到不同功能单元机柜的不同卡件；S4、按照预设分配规则，对信号分配结果进行检测，以获得初步分配方式；S5、对初步分配方式进行可靠性检测，并根据检测结果对信号分配结果进行优化调整。优选的，所述步骤S5包括以下子步骤：S5-1、根据信号的初步分配方式进行可靠性建模；S5-2、根据可靠性模型建立当前分配方案的概率安全分析模型，并设定目标验证工况；根据概率安全分析模型获取所述目标验证工况的第一事故/事件序列，并获取所述第一事故/事件序列中每一子事故/事件的概率；S5-3、将概率超过第一预设值的子事故/事件作为关键事故/事件，并获取关键事故/事件的第二事故/事件序列；S5-4、获取第二事故/事件序列中每一子事故/事件的概率，将概率超过第二预设值的子事故/事件作为待分析事故/事件，并获取所述待分析事故/事件的相关信号；S5-5、判断所述待分析事故/事件的多个信号间是否存在相关性，以及判断相关性高的信号是否被集中分配；S5-6、将相关性高且分配集中的信号进行优化调整，获取改进后的信号分配方案，并判断改进后的信号分配方案的堆芯融化或大量释放概率是否符合预设的目标值，若符合，则按照改进后的信号分配方案对核电厂数字化仪控系统信号进行分配，否则，执行子步骤S5-2。优选的，所述步骤子S5-2中的目标验证工况包括功能分散验证工况、核电厂设计基准事故/事件、超设计基准事故。优选的，所述子步骤S5-2中所述第一事故/事件序列为触发目标验证工况的事故/事件的集合。优选的，所述子步骤S5-3中所述第二事故/事件序列为触发所述关键事故/事件信号失效的事故/事件的集合。优选的，所述子步骤S5-5中，所述判断待分析事故/事件的信号间是否存在相关性的方法是判断信号的功能是否相同，若信号的功能相同，则信号间相关性高；所述判断相关性高的信号是否被集中分配是判断信号是否被分配到相同的机柜的卡件，若信号被分配到相同的机柜的卡件则被集中分配。优选的，所述子步骤S5-6中，所述将相关性高且分配集中的信号进行优化调整是将相关性高且分配集中的信号分散分配到不同机柜的不同卡件。优选的，所述步骤S4中的所述预设分配规则是根据预期设计原则要求设立的规则；所述对信号分配结果进行检测是根据预设分配规则，采用定性评价对信号分配结果进行检测。优选的，所述步骤S3中所述功能单元产生的信号包括控制信号和监测信号。为了实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种核电厂数字化仪控系统的信号分配系统，包括：获取模块，用于获取核电厂仪控功能控制需求列表；功能组划分模块，用于将核电厂的仪控功能控制需求列表中的仪控系统/设备按照主功能划分为若干个功能组；功能单元划分模块，用于将所述若干个功能组中的每一个功能组划分为若干个功能单元；分配模块，用于将每个功能单元内产生的信号按照功能分配到不同功能单元机柜的不同卡件；检测模块，用于按照预设分配规则，对信号分配结果进行检测，以获得初步分配方式；调整模块，用于对初步分配方式进行可靠性检测，并根据检测结果对信号分配结果进行优化调整。优选的，所述调整模块包括：建模单元，用于根据信号的初步分配方式进行可靠性建模；概率获取单元，用于根据可靠性模型建立当前分配方案的概率安全分析模型，并设定目标验证工况；并用于根据概率安全分析模型获取所述目标验证工况的第一事故/事件序列，并获取所述第一事故/事件序列中每一子事故/事件的概率；事故/事件获取单元，用于将概率超过第一预设值的子事故/事件作为关键事故/事件，并获取关键事故/事件的第二事故/事件序列；相关信号获取单元，用于获取第二事故/事件序列中每一子事故/事件的概率，将概率超过第二预设值的子事故/事件作为待分析事故/事件，并获取所述待分析事故/事件的相关信号；判断单元，用于判断所述待分析事故/事件的多个信号间是否存在相关性，以及判断相关性高的信号是否被集中分配；调整判断单元，将相关性高且分配集中的信号进行优化调整，获取改进后的信号分配方案，并判断改进后的信号分配方案的堆芯融化或大量释放概率是否符合预设的目标值，若符合，则按照改进后的信号分配方案对核电厂数字化仪控系统信号进行分配。优选的，所述目标验证工况包括功能分散验证工况、核电厂设计基准事故/事件、超设计基准事故。优选的，所述第一事故/事件序列为触发目标验证工况的事故/事件的集合。优选的，所述第二事故/事件序列为触发所述关键事故/事件信号失效的事故/事件的集合。优选的，所述判断待分析事故/事件的信号间是否存在相关性的方法是判断信号的功能是否相同，若信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，包括以下步骤：S0、获取核电厂仪控功能控制需求列表；S1、将所述仪控功能控制需求列表中的仪控系统/设备按照主功能划分为若干个功能组；S2、将所述若干个功能组中的每个功能组划分为若干个功能单元；S3、将每个功能单元产生的信号按照功能分配给不同功能单元机柜的不同卡件；S4、按照预设分配规则，对信号分配结果进行检测，以获得初步分配方式；S5、对所述初步分配方式进行可靠性检测，并根据检测结果对信号分配结果进行调整。

【技术特征摘要】
2013.11.07 CN 201310552958.71.一种核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，包括以下步骤：S0、获取核电厂仪控功能控制需求列表；S1、将所述仪控功能控制需求列表中的仪控系统/设备按照主功能划分为若干个功能组；S2、将所述若干个功能组中的每个功能组划分为若干个功能单元；S3、将每个功能单元产生的信号按照功能分配给不同功能单元机柜的不同卡件；S4、按照预设分配规则，对信号分配结果进行检测，以获得初步分配方式；S5、对所述初步分配方式进行可靠性检测，并根据检测结果对信号分配结果进行调整；所述步骤S5包括：S5-1、根据信号的初步分配方式进行可靠性建模；S5-2、建立当前分配方式的概率安全分析模型，并设定目标验证工况；根据概率安全分析模型获取所述目标验证工况的第一事故/事件序列，并获取所述第一事故/事件序列中每一子事故/事件的概率；S5-3、将概率超过第一预设值的子事故/事件作为关键事故/事件，并获取关键事故/事件的第二事故/事件序列；S5-4、获取第二事故/事件序列中每一子事故/事件的概率，将概率超过第二预设值的子事故/事件作为待分析事故/事件，并获取所述待分析事故/事件的相关信号；S5-5、判断所述待分析事故/事件的多个信号间是否存在相关性，以及判断相关性高的信号是否被集中分配；S5-6、将相关性高且分配集中的信号进行调整，获取改进后的信号分配方案，并判断改进后的信号分配方案的堆芯融化或大量释放概率是否符合预设的目标值，若符合，则按照改进后的信号分配方案对核电厂数字化仪控系统信号进行分配，否则，执行子步骤S5-2。2.根据权利要求1所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，所述步骤S5-2中的目标验证工况包括功能分散验证工况、核电厂设计基准事故/事件、超设计基准事故。3.根据权利要求1所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，所述步骤S5-2中所述第一事故/事件序列为触发目标验证工况的事故/事件的集合。4.根据权利要求1所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，所述步骤S5-3中所述第二事故/事件序列为触发所述关键事故/事件信号失效的事故/事件的集合。5.根据权利要求1所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，所述步骤S5-5中，所述判断待分析事故/事件的信号间是否存在相关性的方法具体为：判断信号的功能是否相同，若信号的功能相同，则信号间相关性高；所述判断相关性高的信号是否被集中分配具体为：判断信号是否被分配到相同的机柜的卡件，若信号被分配到相同的机柜的卡件则被集中分配。6.根据权利要求1所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，所述步骤S5-6中，所述将相关性高且分配集中的信号进行调整具体为：将相关性高且分配集中的信号分散分配到不同机柜的不同卡件。7.根据权利要求1-6中任一项所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，所述步骤S4中的所述预设分配规则是根据预期设计原则要求设立的规则；所述对信号分配结果进行检测是根据预设分配规则，采用定性评价对信号分配结果进行检测。8.根据权利要求1-6中任一项所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱国，孙伟，李悠然，郭智武，张龙强，孙永滨，王忠秋，孙奇，陈卫华，黄伟军，彭华清，何大宇，郭安，钟立平，谭珂，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44