浅谈分散控制系统在核电站常规岛中的应用王寒松

浅谈分散控制系统在核电站常规岛中的应用王寒松

(江苏省电力建设第三工程有限公司江苏省镇江市212000)

摘要:P320分散控制系统在我国核电站常规岛中应用较多,例如我国的广二核电站—岭澳核电站在常规岛部分就使用了p320分散控制系统,目前p320是我国主要应用的先进分散控制系统,在我国的各大核电站中都可以见到p320系统。P320分散控制系统的主要结构由集中控制层、过程控制层;监控网、单元网络、现场总线;计算机辅助软件设计工具、计算机辅助软件测试平台等组成。该系统的主要功能都是作用在核电站的常规岛中进行保护功能、信号处理、逻辑控制、模拟控制等多种数据处理工作。目前我国经过多年对于p320系统的研究和分析,已逐渐将该系统改进和完善,该系统目前已组建趋于完善并被广泛使用。

关键词:分散控制系统;核电站常规岛;应用

一、对分散控制系统的简要介绍

若要谈论分析分散控制系统在核电站常规岛中的应用,需要举例说明。目前我国在分散控制系统在核电站常规岛中应用的经典案例中,岭澳核电站对于p320的应用是最适合在本文拿出来探讨研究的。岭澳核电站的结构是在20世纪我国最先进的核电站之一,该核电站的能量一直至今[1]。临高核电站使用P320分散控制系统的集中控制Centralog,但使用其系统中的过程控制单元Controbloc,并且在数据采集系统、光字牌报警系统和Mimic监视系统中对P320分散控制系统都有广泛的应用。

(一)P230的结构。

P320分散控制系统的前身是T20,目前p320系统已经应用在世界各国的火电、水电、核电和变电站中,它的结构中主要包括Centralog集中控制层和过程控制层Contronet监控网、F900单元网络和Locafip现场总线。这也就是我们所说的两层三网系统结构。

P320分散控制系统中有一套完整的过程控制单元结构。其中包含一个机柜,机柜中的两个C370系统互相作用、三排CE2000I/O控制器和I/O模块及电源组件结合相构成,机柜通过与总线的数据通讯达到在整个单元网络中进行数据的实施交换。这些结构使得整个P320分散控制系统得以完整的进行每日的工作运行。

(二)C370的结构。

C370是整个过程控制单元中的集中处理器,整个系统中采取二进制运算的功能和控制回路,在其中包含一个32位的处理器,互相作用的控制器通过CR278进行传感通讯,在一定程度上解决了控制器的通讯障碍。单元网络和所通讯的现场总线在通过S317和S316的控制下进行通讯连接,而在C370内完成的内部通讯就不再通过现场总线Locafip现场总线,而是直接通过PUBUS内部通讯总线来进行通讯[1]。

而C370主要是以接收指令并依照进行对指令数据的传输,P320分散控制系统会向控制器发出级别、执行周期不同的任务,控制器在监控层系统的测量下对这些任务进行数据分析和测算然后进行对指令的分类和排序。大致分为四类,分别是:系统任务、逻辑指令、调节工作和测量。然后会按照级别的不同区别处理任务的先后顺序。

在控制器中,监控系统是不可缺少的重要环节,主程序在执行指令中容易出现很多故障和问题,要对这些问题进行监控处理就需要制定优质的监控系统。而在C370中,S251其中的一款名为Watch-dog的监控系统很好的承担了监控责任,在控制系统出现故障的时候及时发出报警并终止其运行。

(三)CE2000的结构

CE2000I/O分散控制系统中的重要处理模块,他和C370控制器都是整个系统中最为重要的组成部分,但CE2000I/O模块的种类繁杂,在P320系统中所采用的了16点的开关输入卡和输出卡,8点高电量模拟输出输入卡和双通道输出卡和输入卡。该模块中采取了大量的模拟控制系统,在P320系统中采用了手操使模拟控制站,方便了对现场的检修和调试操作,但需要定期进行对模块的检修和审查,避免出现故障。

在模块的控温方面,温度测量所使用的控制卡位温度变送器,即CT卡,该模块的主要作用是将分散控制系统的温度利用热电偶和热电阻的I/O对模块进行温度转换,使模块始终以4~20mA的传输信号进行和分散控制系统的通讯工作。

二、P320系统在常规岛中的应用

P320系统在常规岛中的主要应用在于沟通、操作、监控、和控制系统,可以说P320系统在核电站的常规岛中起到了总揽全局的作用。P320系统在逻辑控制和模拟控制方面也起到了非常大的作用,P320系统在单元网络中按照控制功能进行分类,以达到对整个核电站常规岛的模拟控制和调节功能[2]。目前P320分散控制系统在核电站的常规岛中得到了非常大的进步,也使得我国的核电事业快速发展,随着核电事业的不断发展,分散控制系统也在更多领域担负起更多重要的角色[3]。

三、存在问题及改进

由于我国在核电方面的长足进步,我国对分散控制系统在核电站的常规岛中进行了大量的应用,随着分散控制系统在近些年不停地进行改进和研发,也在近些年得到了长足的发展,但是在很多地方尚存在着不足之处,具体体现在以下几个方面:

(一)分散系统在运行过程中的监控系统还不够完善,可能会造成故障隐患,应改善主控接口和人机界面,在系统的主控室中以高级系统和高级测算方式替代掉原有的传统仪表操作,避免机器故障,提高系统的整体工作效率,实现质的提升。(二)分散控制系统的工程师在模块操作系统中的操作方式大致分为两类,分别是站立式和手操式,目前我国主要应用在核电站常规岛中的操作方式为手操式。在工程师工作站的功能主要有三部分,分别是ControCAD、监控层组态的CCC、现场组态维护工具P4这三部分相对较分散还没能形成整体的体系,在日后对分散控制系统的改进中应增加针对这三个操作系统的改进,形成整体。

(三)在P320系统的软件测试工具Controtest,是利用C++程序模拟执行机构的响应和MMI模拟器模拟边界条件对应用程序进行测试[4]。由于仿真程序在模拟中的对象并不具体,大量的动态信息无法反应工作中的测算过程,所以软件的测试效果往往取决于测试人员的实际经验,效果要等现场调试和实际运行时才能确定,所以应加强对系统智能化的改进,使人工操作和现场调试减少,增加机器的自动运转已达到高精准度。

结论:目前我国经过多年对于p320系统的研究和分析,已逐渐将该系统改进和完善,该系统目前已逐渐趋于完善并被广泛使用。在这个全世界经济都快速发展的世界格局中,核电的发展是增强国家实力和竞争力的重要因素,所以希望日后科研工作者能在本文中获得一些有用的信息,以便在日后的科研工作中有所借鉴。

参考文献:

[1]第四代DCS控制系统在核电厂中的应用[J].丁绍洁.科技视界.2017(02)

[2]核电非安全级DCS校时系统设计方案和故障处理方法[J].杜慧.工业控制计算机.2016(02)

[3]核电站非安全级数字化仪控系统国产化及自主化工作实践[J].孟庆军,刘元,马吉强.自动化博览.2013(04)

[4]集散控制系统在岭澳核电站中应用[J].刘继春,王晔,汪富强.电力自动化设备.2010(06)

作者简介:王寒松(1983-01-17),男,汉族,籍贯:江苏省连云港市,当前职务:安装工程师,当前职称:工程师,学历:大学,研究方向:电厂汽轮机辅机及管道的安装检修。

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