关于核电站仪控系统自动化的综合分析

发表时间:2021/7/20   来源:《当代电力文化》2021年8期   作者:梁熙
[导读] 在数字化、智能化技术的辅助下,核电站仪控程序获得了功能完善,相应提升了核电站运行质量。本文以核电站为研究视角
        梁熙
        中国核工业电机运行技术开发有限公司   北京市  100043
        摘要:在数字化、智能化技术的辅助下,核电站仪控程序获得了功能完善,相应提升了核电站运行质量。本文以核电站为研究视角,探索其仪控程序的功能特点,结合各单位仪控系统在核电站应用的功能分析结果,梳理了核电站仪控自动化程序的应用路线:准确采集重要资产信息、深入排查系统故障问题等,以期发挥工控行业的技术作用,显著增强国内核电站仪控程序的应用质量。
        关键词:核电站;工控行业;系统功能

        引言:核电站在使用仪控程序时,能够增强核电站运行能力,以[语句不通]自动化功能,便于操作人员监管核电站程序功能,在核电站发生异常问题时,仪控程序能够以自动化运行功能,有效解决异常问题,恢复核电站的运行能力。在核电站中融合应用安全仪控程序,能够有效应对系统故障形成的不利问题,加强电站故障排查,维护系统运行安全。
        1核电站仪控的控制形式
        1.1模拟控制
        核电站仪控程序的最初控制形式,是以运算单元为功能要素,在继电器辅助下,以硬件逻辑电路形式,对电站进行有效控制。在国内核电站中,初期使用的主控程序,控制形式是“显示器+模拟器”,操作程序中的模拟仪表是主要应用。此种网络模拟控制形式,能够对控制程序的按钮进行准确模拟。在较大数量显示设备应用的环境下,增加了核电站的运维管理工作量,降低了模式控制的适用性[1]。
        1.2数控形式
        取代模拟控制的是数字化控制形式,此控制形式是以核电站保护程序为主要应用,同时在保护程序中添加了模拟控制程序。数控程序中,主要添加了一定数量的电路控制单元、信号采集设施、通信模块、数字反馈技术等,形成了规模较大的核电站网控体系。此阶段进行仪控控制时,明显减少了程序中硬件数量,取代硬件的是软件应用模块,为设备提供自动故障检测功能,以提升核电站仪控程序的运行能力,增加数据管理的便利性。
1.3智能控制
        在计算机技术有序发展背景下,核电站仪控程序的发展,需以智能控制为研发方向。借助智能信息工程,结合现有核电站的成功控制经验,对核电站全厂设备进行有效控制,确保设备控制有效性,同时以知识规则为基础,完善控制程序的功能,比如预警、诊断等,以仪控一体化视角,有效融合硬件、软件各类技术,顺应科学、知识等工程的设计要求。
2数字控制系统引进在核电站的功能分析
2.1I/A Series系统
        I/A Series系统的开发单位为福克斯,此程序是以交换机为主要应用,开发获得了一种网络控制单元,能够完成I/A信息交互。在此网络框架中,成功融合了市场中先进性技术,比如交换机、光纤通信,切实增强网络通信交互效果,成功回避了电磁干扰问题。此系统功能模块共有三个层次:其一,应用处理设备,连接于较大储备容量的单元,借助历史存储信息,形成控制资料,同时连接信息网络,有效完成图像信息交互;其二,操作站处理设施,标准连接于显示程序、其他操作程序,同时连接于信息网络,能够进行资料反馈;其三,控制处理设施,此程序能够与系统总控程序连接,形成完整的控制策略。
2.2西屋公司研发系统
        西屋公司研发获得的仪控程序,应用在核电站体系时,能够确保电站系统运行平稳、完整显示仪控资料、合理反馈监控资料。此种仪控程序具有功能的集成性,在设计此款仪控程序时,西屋单位进行了“共同+联动”控制形式研发。在核电站使用结合式仪控系统后,能够确保核电站系统运行的安全性、提升数据资料显示的全面性、达成控制与监测双重应用目标。
2.3西门子单位研发系统
        西门子单位在研发集散控制程序时,成功融合了各类信息技术,比如信号处理、网络通信等,以期集中监控核电站系统运行情况,确保核电站系统运行与管理的协同性,极具程序应用的智能性。在程序设计时,以核电站设备安全运行为功能开发方向,核电站功能模块包括保护程序、安全程序等。在集散控制程序研发期间,采取过程控制形式,对于电厂较低状态变量、非安全状态程序,进行全面监管。

西门子研发的仪控程序,功能具体表现为:
        (1)过程控制单元,具有控制的独立性,分别从电站、机组两个视角,完成了控制单元开发。过程控制单元位于主控室,控制监管的主体为核电站运行过程。行程仪控程序,在连接主控操作程序时,以接口为连接方式,接口类型包括操作平台、显示设备、应急控制程序等[2]。
        (2)通信单元。在仪控程序中,通信单元分为终端、电厂两个方面。终端通信程序,是对系统框架信息交互进行有效处理与监测,便于过程控制有效落实。电厂通信程序,是借助电厂各类总线连接形式,对整体仪控程序进行有效监管。
        (3)处理单元。此仪控程序内置的信号处理单元,能够对核电站各类信号进行有效处理。
        (4)自动控制模块。此模块包括故障监测、安全保护等功能。
2.4某核电站仪控程序的应用实例
        (1)系统简述:以4C技术为主要应用,包括计算机、控制程序、通信技术、显示功能等。同时添加了故障诊断、智能预警、数据库存储、人机交互、主控操作平台等功能程序。
        (2)系统功能:其一,现场控制,以执行单元、变送单元为主要应用设施;其二,过程控制,包括功率控制、保护程序、采集程序、测量控制等;其三,操作控制,包括人机交互、数据处理;其四,管理层,电站信息采集管理一体化平台,电站事故应急处理程序等。
        (3)系统添加了多种类型的传感器,便于信息采集,具体包括温度、压力、液位、流量。
        (4)在核电站中结合传感器应用,在相应信息采集位置,添加了温度、压力、液位、流量的控制开关。
        (5)测量仪表类型:温度测定仪、压力表、液位监测仪、流量监控设施。
3核电站仪控自动化程序的应用路线
3.1准确采集重要资产信息
        在核电站引进仪控程序后,电站管理人员需全面梳理重要资产,借助仪控程序进行有效识别,以确保电控程序使用效果。在仪控程序中含有各类设备,比如现场运行设施、动态化服务终端等。各类设备运行质量,直接关联于核电站仪控程序运行平稳性。为此,在数字化仪控程序中,需对系统访问设备进行有效标记,将其标记为“重要资产”。
3.2深入排查系统故障问题
        (1)仪控程序管理人员,需加强程序运行状况分析,确保仪控运行的平稳性。在DCS程序未运行时,应落实风扇、滤网等位置的清灰工作。
        (2)在清灰工作完成时,由工作人员对各程序接口,进行全面检查,同时有效整理重要信号。在深入分析程序应用时,能够发现系统故障问题,给予有效解决。
3.3动态化运行系统检修程序
        在检修仪控程序故障问题时,检修人员需积极落实隔离工作,以减少检修工作未完成的情况。同时结合程序自主故障诊断、问题预警问题,对程序故障问题加以分析,以期高效消除故障问题。在仪控程序中发生较多故障问题时,检修人员需及时替换破损部件,联系相应维修人员,确保系统故障排查的有效性。
3.4阶段性执行病毒查杀程序
        核电站仪控程序的平稳运行,其运行安全性的影响因素,包括外来病毒入侵、系统病毒等,由此引起系统运行不畅问题,形成了系统运行安全问题。因此,核电站用户可采取杀毒软件安装形式,确保病毒检测全面性,有序落实查杀工作,维护用户信息安全性,规避数据泄露问题[3]。
结论:综上所述,信息工程获得全面发展的同时,由计算机、通信各类智能技术组成的集散控制程序,在各行业中获得了广泛发展,相应带动了国内核电站仪控程序的使用,使其具备了智能运行功能,维护核电站仪表数字化控制的精准性,增强了仪控程序运维管理便利性,合理控制了核电站仪控引进的成本。同时,在病毒查杀、检修管理等工作辅助下,最大化发挥核电站仪控程序的应用价值。
参考文献:
[1] 赵鹏. 核电厂数字自动化仪表控制兼容性设计[J]. 商品与质量,2020(53):110.
[2] 刘双金,金征盈. 核电站数字化仪控TXP系统升级改造研究[J]. 自动化仪表,2020,41(12):81-85.
[3] 杨亮,徐军. 核电厂数字自动化仪表控制兼容性设计[J]. 商品与质量,2020(44):157.
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