基于PLC的压水堆棒控棒位控制系统的研制

论文摘要

压水堆核电站依靠控制棒实现反应堆功率的快速调节和特殊情况下的紧急停堆,而对控制棒的控制则由控制棒控制装置通过控制棒驱动机构来实现。无论对核电站的安全还是提高核电站的运行业绩,控制棒、驱动机构及控制棒控制装置虽然不是安全级系统,但都是涉及全局的最重要设备之一。本文以秦山核电站一期300MW核电机组控制棒控制系统数字化改造为实例,简要介绍了控制对象,对控制系统的功能、设计要求进行分析研究,在此基础上开展设备设计及研发。本设计控制系统采用了美国ROCKWELL公司的Controllogix系统,以Logix5561为控制核心,采用基于光纤及ControlNet冗余网络的星型拓扑结构,来实现整个系统的控制和测量。此控制系统分为逻辑柜、电源柜、棒位处理柜三个部分。逻辑柜采用冗余CPU,其冗余系统的无扰切换能力,大大提高了系统的可靠性,同时,各电源柜配有独立CPU用于产生精确的步进时序指令。棒位处理柜主要实现棒位报警及葛雷码转换等功能。本文成功的实现了控制棒控制系统数字化改造,此次改造大大完善了系统功能:棒控棒位控制系统的逻辑控制、故障报警和棒位历史数据记录、在线监控、72小时棒动作波形记录以及在授予高级权限下关键参数的修改等功能。该系统设计新颖,技术先进,符合国际发展动态,对国产化数字化仪控系统颇具有现实意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 反应堆棒控棒位系统国内外发展状况
• 1.3 课题的主要研究工作
• 1.4 课题研究意义
• 第二章 棒控棒位系统介绍
• 2.1 棒控棒位系统概述
• 2.2 系统控制对象——驱动机构
• 2.3 驱动机构驱动电路简介
• 2.4 棒控棒位控制系统功能分析
• 2.4.1 系统设计功能要求
• 2.4.2 棒控系统工作状态
• 第三章 棒控棒位系统控制系统硬件设计
• 3.1 NetLinx 网络体系结构
• 3.2 ControlLogix 系统
• 3.3 ControlLogix 系统的软件平台
• 第四章 棒控棒位系统控制系统硬件设计
• 4.1 棒控棒位系统控制系统总体方案
• 4.2 控制系统的配置
• 4.2.1 PLC 容量分析
• 4.2.2 I/O 模块的选择
• 4.2.3 通讯模块的选择
• 4.2.4 PLC 处理器选择
• 4.2.5 框架的选择
• 4.2.6 框架供给电源的选择
• 4.2.7 PLC 供电电路设计
• 4.2.8 人机交互界面设计
• 4.3 小结
• 第五章 棒控棒位控制系统软件设计
• 5.1 软件开发过程
• 5.1.1 通讯驱动
• 5.1.2 网络组态
• 5.1.3 RSLogix5000 软件编写
• 5.1.4 触摸屏操作界面设计
• 5.2 小结
• 第六章 棒控棒位系统安装与调试
• 6.1 安装
• 6.1.1 安装环境
• 6.1.2 电缆敷设施工
• 6.1.3 抗干扰措施
• 6.2 程序调试前准备工作
• 6.3 程序调试
• 5.4 本系统现场调试中发现的问题及分析
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 研究生期间发表论文
• 致谢