核电厂核安全级数字化仪控系统设备鉴定样机的构建方法技术方案

本发明专利技术涉及一种核电厂核安全级数字化仪控系统设备鉴定样机的构建方法，具体包括通过采集模块，采集组成系统的设备类型；通过功能判断模块，选取典型功能；通过设计模块，设计系统架构示意图；通过硬件配置模块，配置所需要的硬件；通过软件设计模块，设计所需要的软件。本发明专利技术提出的核电厂核安全级数字化仪控系统设备鉴定样机的构建方法，从硬件上和软件上都具有与被鉴定应用系统的典型性，对于规模比较大的核电厂保护系统设备鉴定中样机的设计具有直接指导意义，而且通过该典型性分析方法设计的设备鉴定样机，基本上符合各类型设备在实际工程应用中的情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于核电站安全级数字化仪控系统的设备鉴定领域，特别是一种核电厂核安全级数字化仪控系统设备鉴定样机的构建方法。
技术介绍
根据核安全法规规定，核安全级数字化仪控系统在正式工程应用前必须经过设备鉴定，以确保核电站仪控系统在规定的运行条件及环境条件下完成其预定功能。国际上开展的设备鉴定活动主要针对具有核电厂安全功能的一系列平台产品，并非直接针对特定核电站的仪控系统。平台设备鉴定实现方案概述如下：1、依据平台产品的技术规格以及平台典型系统架构要求，搭建一个最小的典型系统，实现典型的核电厂保护系统安全功能；2、鉴定样机的软硬件配置尽可能代表未来应用时的配置；3、测试用例的设计应覆盖平台功能性能指标的验证。现有的平台设备鉴定技术中，存在如下问题：1、平台设备鉴定中所使用的最小的典型系统与某一特定电厂的保护系统架构存在较大差异，系统架构中的各种链路及硬件配置无法覆盖到特定应用系统的典型要求；2、平台设备鉴定中所使用的最小的典型系统的功能无法覆盖到特定应用系统的典型功能，部分功能性能指标在最小的典型系统中无法得到验证；3、平台设备鉴定中所使用的最小的典型系统中的产品类型无法覆盖到特定应用系统中要求的产品类型。平台鉴定中一般考虑各仪控产品供应商研制的产品，对特定应用中可能会用到的外购品无法预计，因此平台鉴定中无法覆盖到此类产品；4、平台设备鉴定中所使用的最小典型系统无法覆盖特定应用中的应用硬件配置，如冗余供电方式、机柜内部的布局排列、机柜内部各位置的最大配重以及温升等要求。除此之外，平台鉴定技术用于特定核电厂保护系统的做法目前还没得到国家监管机构的认可，而国际国内上目前还没有针对特定核电站仪控系统的设备鉴定技术。目前安全级设备鉴定相关标准里(如IEEE 7-4.3.2、IEEE 323、RG1.209等)，对于此类设备要求的描述甚少且不具体，指导意义及可操作性不强。对于特定核电站，设备鉴定样机的设计，是关键技术之一。由于核电厂保护系统规模大，一般一个机组的保护系统规模都在100个机柜的规模，首选的设备鉴定方法是型式试验法，而型式试验法需要按照与应用系统1：1的规模进行设备鉴定，这样导致规模较大，不可行。另一方面，保护系统中的设备由于冗余要求，系统中的冗余设备比较多，而导致设备的硬件配置以及功能极具相似，它的硬件配置以及功能与其余设备非常相似，因此按照与应用系统1：1的规模进行设备鉴定也没有必要，经济上会造成很大的浪费。因此需要设计一个能够代表保护系统的典型性样机，从而在该样机上进行设备鉴定活动。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种核电厂核安全级数字化仪控系统设备鉴定样机的构建方法，基于采集模块、功能判断模块、设计模块、硬件配置模块以及软件设计模块实现，具体包括以下步骤：步骤一、根据仪控系统设备鉴定对象确定的设备范围，利用采集模块将鉴定样机所需的主处理类板卡、通信类板卡、信号采集类板卡、转接板卡、显示类模块、电源类模块、空开、滤波器、继电器、端子、线缆的类型、规格和数量汇总，作为基础构建参数；步骤二、利用功能判断模块接收采集模块确定的基础构建参数，查阅并列举出每个基础构建参数对应的不同功能，选取最少的几个典型功能，使这些功能能覆盖所有构建参数的功能，然后检验选取的这几个典型功能是否能覆盖所有基础构建参数的表决逻辑类型和接口类型；步骤三、设计模块接收采集模块确定下的基础构建参数和功能判断模块确定下的典型功能，设计设备鉴定样机的总体架构，以体现被鉴定对象的总体冗余架构以及通信方式；步骤四、硬件配置模块接收设计模块设计出的总体架构，选择设备，并进行电气连接，其中，用于安装上述各类板卡的机箱中，至少有1个机箱设计和安装位置与实际设备一致，且至少有1个机箱的板卡达到满配；所有设备的安装方式、供电方式和接地方式都要与保护系统设计要求一致；步骤五、软件设计模块接收设计模块设计出的总体架构，设计出相应的软件，在搭建的设备上安装运行鉴定应用软件，完成鉴定样机的搭建。具体地，在所述步骤三中，进行设备鉴定样机总体架构设计时不需要考虑冗余。具体地，在所述步骤三中，设备鉴定样机内部通信具备保护系统中实际使用到的所有通信方式。具体地，在所述步骤三中，设备鉴定样机保证网络负荷不低于保护系统实际应用时的网络负荷。具体地，在所述步骤五中，所述软件要实现步骤二中所述的典型功能。具体地，在所述步骤五中，所述软件应覆盖所述核电厂安全功能产品的典型应用软件功能块。具体地，在所述步骤五中，所述软件规模应使得主处理设备的CPU负荷不小于所述核电厂安全功能的平台产品中主处理设备的CPU负荷。具体地，在所述步骤二中，表决逻辑类型包括1/2表决逻辑、2/3表决逻辑、2/4表决逻辑、专用组合表决逻辑、对于宽松信号的2/4表决逻辑、对于宽松信号的2/3表决逻辑。具体地，在所述步骤二中，接口类型包括有源模拟量信号、无源模拟量信号、有源数字量信号、无源数字量信号、四线制的PT100信号、热电偶信号。本专利技术提出的核电厂核安全级数字化仪控系统设备鉴定样机的构建方法，从硬件上和软件上都具有被鉴定应用系统的典型性，对于规模比较大的核电厂保护系统设备鉴定中样机的设计具有直接指导意义，而且通过该典型性分析方法设计的设备鉴定样机，基本上符合各类型设备在实际工程应用中的情况。附图说明图1为本专利技术构建设备鉴定样机的流程图。图2为本专利技术选取典型安全功能及主要技术性能的流程图。图3为本专利技术选取典型安全功能的具体实施例图。图4为本专利技术构建工具的示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提出一种核电厂核安全级数字化仪控系统设备鉴定样机的构建方法，通过分析保护系统关键特性：1、将设备鉴定样机规模缩小到可开展型式试验的程度；2、设备鉴定样机要具有充分代表性；3、在样机上所进行的验证活动需达到验证整个保护系统的目的。本专利技术的具体步骤如下：步骤一：首先应确定被鉴定对象的设备范围，从而确定设备鉴定样机应该覆盖的产品类型。按照被鉴定系统的设备组成，确定被鉴定对象的设备范围，通过采集模块采集被鉴定对象的设备类型，并将其汇总到表格中。设备鉴定样机所使用到的设备类型应覆盖被鉴定的保护系统范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电厂核安全级数字化仪控系统设备鉴定样机的构建方法，基于采集模块、功能判断模块、设计模块、硬件配置模块以及软件设计模块实现，具体包括以下步骤：步骤一、根据仪控系统设备鉴定对象确定的设备范围，利用采集模块将鉴定样机所需的主处理类板卡、通信类板卡、信号采集类板卡、转接板卡、显示类模块、电源类模块、空开、滤波器、继电器、端子、线缆的类型、规格和数量汇总，作为基础构建参数；步骤二、利用功能判断模块接收采集模块确定的基础构建参数，查阅并列举出每个基础构建参数对应的不同功能，选取最少的几个典型功能，使这些功能能覆盖所有构建参数的功能，然后检验选取的这几个典型功能是否能覆盖所有基础构建参数的表决逻辑类型和接口类型；步骤三、设计模块接收采集模块确定下的基础构建参数和功能判断模块确定下的典型功能，设计设备鉴定样机的总体架构，以体现被鉴定对象的总体冗余架构以及通信方式；步骤四、硬件配置模块接收设计模块设计出的总体架构，选择设备，并进行电气连接，其中，用于安装上述各类板卡的机箱中，至少有1个机箱设计和安装位置与实际设备一致，且至少有1个机箱的板卡达到满配；所有设备的安装方式、供电方式和接地方式都要与保护系统设计要求一致；步骤五、软件设计模块接收设计模块设计出的总体架构，设计出相应的软件，在搭建的设备上安装运行鉴定应用软件，完成鉴定样机的搭建。...

【技术特征摘要】
1.一种核电厂核安全级数字化仪控系统设备鉴定样机的构建方法，基于采
集模块、功能判断模块、设计模块、硬件配置模块以及软件设计模块实现，具
体包括以下步骤：
步骤一、根据仪控系统设备鉴定对象确定的设备范围，利用采集模块将鉴
定样机所需的主处理类板卡、通信类板卡、信号采集类板卡、转接板卡、显示
类模块、电源类模块、空开、滤波器、继电器、端子、线缆的类型、规格和数
量汇总，作为基础构建参数；
步骤二、利用功能判断模块接收采集模块确定的基础构建参数，查阅并列
举出每个基础构建参数对应的不同功能，选取最少的几个典型功能，使这些功
能能覆盖所有构建参数的功能，然后检验选取的这几个典型功能是否能覆盖所
有基础构建参数的表决逻辑类型和接口类型；
步骤三、设计模块接收采集模块确定下的基础构建参数和功能判断模块确
定下的典型功能，设计设备鉴定样机的总体架构，以体现被鉴定对象的总体冗
余架构以及通信方式；
步骤四、硬件配置模块接收设计模块设计出的总体架构，选择设备，并进
行电气连接，其中，用于安装上述各类板卡的机箱中，至少有1个机箱设计和
安装位置与实际设备一致，且至少有1个机箱的板卡达到满配；所有设备的安
装方式、供电方式和接地方式都要与保护系统设计要求一致；
步骤五、软件设计模块接收设计模块设计出的总体架构，设计出相应的软
件，在搭建的设备上安装运行鉴定应用软件，完成鉴定样机的搭建。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂核安全级数字化仪控系统设备鉴定样
机的构建方法，其特征在于，在所述步骤三中，进行设备鉴定样机总体架构设
计时不需要考虑冗余。
3.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴红伟，孟广国，龙威，冀建伟，邹华明，赵季红，徐海玲，时建纲，井占发，赵娜，曹延芝，石秦，王嫘，
申请(专利权)人：北京广利核系统工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11