一种核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统及方法，该系统包括通过网络通讯连接的仿真服务器、操作显示终端以及虚拟DCS服务器；操作显示终端接收用户输入的初始工况和验证操作信息，发送给仿真服务器，并显示仿真服务器的仿真结果和虚拟DCS服务器的DCS验证仿真结果；仿真服务器根据初始工况并基于全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真核电站系统设备状态及物理参数，输出仿真数据；虚拟DCS服务器接收并处理仿真数据后返回DCS操作指令至仿真服务器，输出DCS仿真结果至操作显示终端显示。本发明专利技术实现核电站模拟仪控系统DCS改造闭环测试验证，有利于提前发现重大数字化改造潜在问题，实现升级实施风险可控、工期可控、满足机组安全稳定运行要求。

【技术实现步骤摘要】
一种核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统及方法
本专利技术涉及核电
，更具体地说，涉及一种核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统及方法。
技术介绍
当前，数字化仪控技术日渐成熟，而部分在役核电机组的模拟仪控系统设备老化、备件停产、故障率升高，安全性和经济性明显降低。因此，这类核电机组进行数字化仪控系统升级改造十分必要。相对于新建数字化核电机组，分步实施的DCS升级改造需考虑与机组其它系统的设备接口风险、工期风险，无相应冷态和热态全面测试的质量风险，对升级改造验证提出了更高需求。因此，引入高精度仿真技术，基于全范围模拟机为核电站仪控系统升级改造研发一种高效的、可靠的软件验证测试方法，查找出任何可能存在的系统设计错误及接口错误并提供解决方案，以满足机组安全稳定运行的要求已成为当务之急。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统，包括通过网络通讯连接的仿真服务器、操作显示终端以及虚拟DCS服务器；所述操作显示终端接收用户输入的初始工况和验证操作信息，发送给所述仿真服务器，并显示所述仿真服务器的仿真结果和虚拟DCS服务器的DCS验证仿真结果；所述仿真服务器根据所述初始工况，基于全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真核电站系统设备状态及物理参数，输出仿真数据至所述虚拟DCS服务器；所述虚拟DCS服务器，接收并处理所述仿真数据后返回DCS操作指令至所述仿真服务器，同时输出DCS仿真结果至所述操作显示终端进行显示；所述仿真服务器还接收并基于所述全范围模拟机工艺系统仿真模型处理所述操作显示终端发送的验证操作信息，输出验证数据至所述虚拟DCS服务器；所述虚拟DCS服务器接收并处理所述验证数据，输出DCS验证仿真结果至所述操作显示终端进行显示，同时返回DCS操作指令至所述仿真服务器进行仿真。优选地，还包括：PLC接口模块，所述PLC接口模块分别与所述仿真服务器和虚拟DCS服务器连接，供所述仿真服务器与所述虚拟DCS服务器进行数据通讯。优选地，所述PLC接口模块包括PLC控制器以及与所述PLC控制器连接的I/O板卡；所述I/O板卡设有多个I/O接口，用于分别与所述仿真服务器上对应的I/O接口和所述虚拟DCS服务器上对应的I/O接口连接，以实现所述仿真服务器和所述虚拟DCS服务器的数据通讯。优选地，所述仿真服务器包括：全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真模块和PLC仿真接口模块；所述PLC仿真接口模块与所述PLC接口模块连接；所述全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真模块，基于所述初始工况仿真核电站系统设备状态及物理参数，并通过所述PLC仿真接口模块输出仿真数据；或者基于所述验证操作信息仿真核电站系统设备状态及物理参数，并通过所述PLC仿真接口模块输出验证数据。优选地，所述仿真服务器还包括：全范围模拟机仪控仿真模型仿真模块，用于根据所述初始工况仿真模拟仪控系统，并向所述全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真模块返回仿真操作指令，以控制所述全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真模块仿真的核电站系统设备；或者基于所述验证操作信息仿真模拟仪控系统，并向全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真模块返回仿真操作指令，以控制所述全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真模块仿真的核电站系统设备。优选地，所述仿真服务器还包括：切换模块，用于实现所述全范围模拟机仪控仿真模型仿真模块与所述PLC仿真接口模块之间的切换，以实现由所述全范围模拟机仪控仿真模型仿真模块对核电站系统设备状态及物理参数进行仿真，或者由所述虚拟DCS服务器进行DCS验证仿真。优选地，所述虚拟DCS服务器包括：I/O接口模块，所述I/O接口模块包括多个I/O接口，用于与所述PLC接口模块上对应的I/O接口连接。优选地，所述虚拟DCS服务器还包括：DCS改造验证模块，所述DCS改造验证模块通过所述I/O接口模块接收并处理所述仿真服务器发送的仿真数据，并通过所述I/O接口模块返回DCS操作指令至所述仿真服务器；所述DCS改造验证模块还输出DCS仿真结果或DCS验证仿真结果至所述操作显示终端。优选地，还包括：接口通讯模块，分别与所述仿真服务器、操作显示终端以及虚拟DCS服务器连接，以实现所述仿真服务器、操作显示终端以及虚拟DCS服务器之间的数据交换。本专利技术还提供一种核电站核电机组DCS改造闭环验证方法，利用通过网络通讯连接的仿真服务器、操作显示终端以及虚拟DCS服务器实现，包括以下步骤：所述操作显示终端接收用户输入的初始工况和验证操作信息，并发送给所述仿真服务器，并显示所述仿真服务器的仿真结果和虚拟DCS服务器的DCS验证仿真结果；所述仿真服务器接收并基于所述全范围模拟机工艺系统仿真模型处理所述操作显示终端发送的验证操作信息，输出验证数据至所述虚拟DCS服务器；所述虚拟DCS服务器接收并处理所述验证数据，输出DCS验证仿真结果至所述操作显示终端进行显示，同时返回DCS操作指令控制所述仿真服务器仿真的核电站系统设备；所述仿真服务器根据所述初始工况，基于全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真核电站系统设备状态及物理参数，输出仿真数据至所述虚拟DCS服务器；所述虚拟DCS服务器接收并处理所述仿真数据后返回DCS操作指令至所述仿真服务器，同时输出DCS仿真结果至所述操作显示终端进行显示。实施本专利技术的核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统，具有以下有益效果：本专利技术的系统基于全范围模拟机工艺系统仿真模型与实际机组DCS仪控系统组态对接集成，为核电站模拟仪控系统DCS改造提供闭环测试验证，有利于提前发现和消除重大改造潜在问题，实现升级实施风险可控、实施工期可控，满足机组安全稳定运行要求；可通过输入的验证操作信息进行测试，查找任何可能存在的缺陷，将在调试阶段才能发现的设计错误，提前在设计阶段发现并提供解决方案，有效控制核电站仪控系统数字化升级的质量、工期和成本。另外，本系统还可研究核电站模拟仪控系统数字化改造带来的对运行操作的影响，分析对运行人员操作执行的影响，获得对应的措施及解决方案。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术优选实施例的核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统的硬件结构示意图；图2是本专利技术优选实施例的核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统的功能模块图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。参阅图1，图1为本专利技术优选实施例的核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统的硬件结构示意图。如图1所示，本专利技术的核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统包括硬件和软件两部分，硬件部分是由一套仿真服务器20、操作显示终端10、以及虚拟DCS服务器30组成。优选地，本实施例的DCS改造闭环验证系统还包括PLC接口模块40。仿真服务器20、虚拟DCS服务器30用于运行支撑软件和应用软件的运行。操作显示终端10，用于通过验证测试用户界面及操作平台，接收用户输入的初始工况和验证操作信息，并发送给仿真服务器20，显示仿真服务器20的仿真结果和虚拟DCS服务器30发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统，其特征在于，包括通过网络通讯连接的仿真服务器、操作显示终端以及虚拟DCS服务器；所述操作显示终端接收用户输入的初始工况和验证操作信息，发送给所述仿真服务器，并显示所述仿真服务器的仿真结果和虚拟DCS服务器的DCS验证仿真结果；所述仿真服务器根据所述初始工况，基于全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真核电站系统设备状态及物理参数，输出仿真数据至所述虚拟DCS服务器；所述虚拟DCS服务器，接收并处理所述仿真数据后返回DCS操作指令至所述仿真服务器，同时输出DCS仿真结果至所述操作显示终端进行显示；所述仿真服务器还接收并基于所述全范围模拟机工艺系统仿真模型处理所述操作显示终端发送的验证操作信息，输出验证数据至所述虚拟DCS服务器；所述虚拟DCS服务器接收并处理所述验证数据，输出DCS验证仿真结果至所述操作显示终端进行显示，同时返回DCS操作指令至所述仿真服务器进行仿真。

【技术特征摘要】
1.一种核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统，其特征在于，包括通过网络通讯连接的仿真服务器、操作显示终端以及虚拟DCS服务器；所述操作显示终端接收用户输入的初始工况和验证操作信息，发送给所述仿真服务器，并显示所述仿真服务器的仿真结果和虚拟DCS服务器的DCS验证仿真结果；所述仿真服务器根据所述初始工况，基于全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真核电站系统设备状态及物理参数，输出仿真数据至所述虚拟DCS服务器；所述虚拟DCS服务器，接收并处理所述仿真数据后返回DCS操作指令至所述仿真服务器，同时输出DCS仿真结果至所述操作显示终端进行显示；所述仿真服务器还接收并基于所述全范围模拟机工艺系统仿真模型处理所述操作显示终端发送的验证操作信息，输出验证数据至所述虚拟DCS服务器；所述虚拟DCS服务器接收并处理所述验证数据，输出DCS验证仿真结果至所述操作显示终端进行显示，同时返回DCS操作指令至所述仿真服务器进行仿真。2.根据权利要求1所述的核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统，其特征在于，还包括：PLC接口模块，所述PLC接口模块分别与所述仿真服务器和虚拟DCS服务器连接，供所述仿真服务器与所述虚拟DCS服务器进行数据通讯。3.根据权利要求2所述的核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统，其特征在于，所述PLC接口模块包括PLC控制器以及与所述PLC控制器连接的I/O板卡；所述I/O板卡设有多个I/O接口，用于分别与所述仿真服务器上对应的I/O接口和所述虚拟DCS服务器上对应的I/O接口连接，以实现所述仿真服务器和所述虚拟DCS服务器的数据通讯。4.根据权利要求2所述的核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统，其特征在于，所述仿真服务器包括：全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真模块和PLC仿真接口模块；所述PLC仿真接口模块与所述PLC接口模块连接；所述全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真模块，基于所述初始工况仿真核电站系统设备状态及物理参数，并通过所述PLC仿真接口模块输出仿真数据；或者基于所述验证操作信息仿真核电站系统设备状态及物理参数，并通过所述PLC仿真接口模块输出验证数据。5.根据权利要求4所述的核电站模拟仪控系统DCS改造闭环验证系统，其特征在于，所述仿真服务器还包括：全范围模拟机仪控仿真模型仿真模块，用于根据所述初始工况仿真模拟仪控系统，并向所述全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真模块返回仿真操作指令，以控制所述全范围模拟机工艺系统仿真模型仿真模块仿真的核电站系统设备；或者基于所述验...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢光辉，陈梅，况德军，彭超，
申请(专利权)人：中广核核电运营有限公司，大亚湾核电运营管理有限责任公司，广东核电合营有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44