基于分散控制系统DCS的核电机组技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于分散控制系统ＤＣＳ的核电机组，包括逻辑功能模块及设置在逻辑功能模块输出端的输出单元，其特征在于：还包括处理单元、服务器单元、至少一台交换机，每台交换机上设有至少一台计算机，其中交换机通过服务器单元与处理单元连接，处理单元与逻辑功能模块连接，服务器单元上配置一个用于电厂总线和相应软件的接口模块；操作员的控制信号通过计算机输入后，经交换机传输到处理单元对其进行识别、处理后输出至逻辑功能模块，控制信号在逻辑功能模块内进行逻辑运算后输出到输出单元。采用了ＤＣＳ操作员站作为人－机界面，代替常规仪表控制盘台，提供了核电机组的集中控制水平、监控效率以及操作的可靠性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于分散控制系统DCS的核电机组。
技术介绍
目前世界上火电机组采用DCS全数字化监控已非常普遍，但1000MW级核电机组采用DCS 全数字化监控的核电站却并不多见。岭澳核电一期工程虽然采用ALSTOM的P320分散控制系统(DCS)对常规岛进行控制，并 实现汽轮发电机组、发-变及厂用电源系统的顺序控制SCS、模拟量控制MCS、旁路控制BPS、 电气控制ECS等控制功能；但并没有采用DCS操作员站作为人-机界面，没有让操作人员以操 作员站对机组进行监视和操作控制，其主控室人-机界面仍采用指示表、记录表、报警灯窗等 常规仪表和操作开关、控制按钮、信号灯等常规操作设备进行监视和控制，顺序控制还保留 了一部分硬接线逻辑，主控室没有采用数字化，仪表和控制系统并不是全数字化。岭澳核电一期工程典型的逻辑设计图如图l所示。由于DCS只作控制，人-机界面仍为常 规设备，因而其逻辑图LD、模拟图AD、接线图等设计较为复杂，特别是控制盘台的接线设计 就更为复杂；此外还需保留较多的硬接线继电器盘。在图1中，控制信号，例如允许打开， 只是通过一些基本的逻辑元件而产生，工作人员需要走到表盘按钮的安装位置上方能对其进 行操作，存在自动控制程度不高、操作不便等缺点。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种基于分散控制系统DCS的核电机组，实现操 作和管理信息层的数字化，方便操作人员进行监视和操作控制。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案基于分散控制系统DCS的核电机 组，包括逻辑功能模块及设置在逻辑功能模块输出端的输出单元，其特征在于还包括处理单元、服务器单元、至少一台交换机，每台交换机上设有至少一台计算机，其中交换机通过 服务器单元与处理单元连接，处理单元与逻辑功能模块连接，服务器单元上配置一个用于电厂总线和相应软件的接口模块；操作员的控制信号通过计算机输入后，经交换机传输到处理 单元对其进行识别、处理后输出至逻辑功能模珠，控制信号在逻辑功能模块内进行逻辑运算 后输出到输出单元。上述核电机组进一步包括大屏幕，其与连接在同一台交换机上的计算机连接。 上述核电机组进一步包括打印机，其与连接在同一台交换机上的计算机连接。3本技术采用分散控制系统DCS,主要是在人机操作界面上采用数字控制代替模拟控 制，即操作和管理信息层采用数字化，具体而言就是采用了DCS操作员站作为人-机界面，代 替常规仪表控制盘台。其优点是1) 操作人员的监视和操作方式和手段完全改变了，只需通过屏幕显示器、键盘、鼠标等 来对核电机组进行监视和操作，监控范围大大縮小，集中控制水平大为提高。2) 监控效率及操作可靠性大为提高。操作员站采用模拟图画面监视和操作，直观不易出 错。每一操作都有执行键二次确认，确保操作正确。3) 控制室面貌完全改观，面积可縮小。4) 此外还由于取消了接线相当复杂的常规控制盘台，使得接线设计简化，安装工作量减 少，运行可靠性也有所提高。逻辑继电器也几乎完全被取消，只剩DCS出口继电器盘，使得 接线设计简化，安装工作量减少，运行可靠性有所提高'。附图说明图1为现有技术的控制逻辑图2为本技术的控制电路模块图3为本技术的控制逻辑模块图4为本技术的控制逻辑图。具体实施方式本技术应用在岭澳二期工程中，它是国内1000MW级核电机组中第一次由国内自主化 设计和全面应用分散控制系统DCS的工程，常规岛和核岛均采用DCS监视和控制。本实用新 型与岭澳一期工程相比，二者均包括数据采集和处理系统(DAS)、顺序控制系统(SCS)、 模拟量控制系统(MCS)、旁路控制系统(BPS)、电气控制系统(ECS)等；岭澳一期工程只 是在一层(即自动控制和保护层)及三层(即全厂技术管理层)实现了数字化控制，而本实 用新型是在岭澳一期工程的基础上把二层(即操作和管理信息层)也实现了数字化控制。本技术采用西门子TELEPERM XP (TXP)过程控制系统，DCS功能覆盖了常规岛和核 岛的全部监控功能，主控室采用计算机化人机界面进行监视和操作，从而在真正意义上实现 了核电站的全数字化监视和控制，进一步提高了全厂的集中控制水平和自动化水平。如图2所示，本技术包括逻辑功能模块1及设置在逻辑功能模块1输出端的输出单 元2，还包括处理单元3、服务器单元6、至少T台交换机，每台交换机上设有至少一台计算 机，服务器单元6上配置一个用于电厂总线和相应软件的接口模块。图2所示的控制电路模块图中，第一交换机41上设有三台计算机，分别是第一计算机51、第二计算机52、第三计 算机53;同理，第二交换机42、第三交换机43也可以分别与多台计算机连接，实现人机控 制网点的合理分布。而多台交换机均通过总线场处理单元3连接，处理单元3与逻辑功能模 块1连接。多台计算机均配有鼠标和键盘，操作员的控制信号通过计算机输入后，经交换机 传输到处理单元对其进行识别、处理后输出至逻辑功能模块，控制信号在逻辑功能模块内进 行逻辑运算后输出到输出单元，最后作用在闽门、马达等后级驱动设备上。本技术应用在岭澳二期工程中，图2所示的计算机、交换机、处理单元、服务器单 元所构成的系统称为0M690(Operating and Monitoring 690)系统。0M690作为西门子TXP过 程控制系统的一个组成部分，承担过程控制和过程信息以及过程管理的任务。OM690系统是 控制室中系统与操纵员之间的功能强大的人-机接口 (MMI)，是对核电厂工艺过程进行集中操 作和监测的窗口，可灵活配置，适用于各种规模的电厂。由于采用了诸如UNIX, X/Windows， OSF/Motif和INFORMIX的国际标准作为数据栈系统，本系统大部分硬件(功能)都是独立的。 系统采用了标准式模件设计和开放式结构。本技术除了包含上述组件之外，还包括与同一台交换机下的多台计算机连接的大屏 幕8。大屏幕投影装置可以代替计算机的监视器使用。此外，本技术还进一步包括至少一台打印机7，每台打印机与同一台交换机下的多 台计算机连接。如图2所示，打印机7为用于各种运行记录的行式打印机或激光打印机，并 通过串行端口接到第一交换机41上。本技术的控制逻辑框图如图3所示，从计算机终端输入的控制指令传输到处理单元 中进行识别、处理后，生成逻辑功能模块MV-1(PKX17131001GKS045DD)可读取的信号(例如 允许打开、打开位置)输入到逻辑功能模块中，逻辑功能模块对所输入的信号进行逻辑运算 后，将运算结果输出给输出单元，进而对马达、阀门等后级驱动设备进行操作。图4示出了 本技术的控制逻辑图。在核电机组中，OM690系统主要完成过程操作和工艺信息功能。过程操作直接存取核电厂 数据，主要包括 分层级显示组织直接引导操纵员到事件的原因，在显示层级自由导航； 核电厂显示； 工艺信息显示包括曲线显示、条形显示和动态特性显示等； 操作、指示和详细情况窗口； 动态功能图； 实况视频显示； 报警处理/故障探测报警顺序显示，普通报警，对于工艺和报警的I&C回路的不同事 件类型； 记录报警/事件记录、运行记录和状态记录。工艺信息主要包括 长期归档； 执行计算； 核本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于分散控制系统ＤＣＳ的核电机组，包括逻辑功能模块及设置在逻辑功能模块输出端的输出单元，其特征在于：还包括处理单元、服务器单元、至少一台交换机，每台交换机上设有至少一台计算机，其中交换机通过服务器单元与处理单元连接，处理单元与逻辑功能模块连接，服务器单元上配置一个用于电厂总线和相应软件的接口模块；操作员的控制信号通过计算机输入后，经交换机传输到处理单元对其进行识别、处理后输出至逻辑功能模块，控制信号在逻辑功能模块内进行逻辑运算后输出到输出单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：伍广俭，梁礼信，李臻，黄玉娴，
申请(专利权)人：广东省电力设计研究院，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]