CN101770826B - 核电站计算机化事故工况下进行计算与显示的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核电站计算机化事故工况下进行计算与显示的方法及系统，该方法包括以下步骤：S1、读取模块读取集散控制系统的传感器或执行机构的信息；S2、逻辑计算模块根据读取到的信息进行逻辑计算；S3、动态线模块根据读取到的信息计算出逻辑判断路径；S4、显示画面模块对逻辑计算的结果以及逻辑判断路径进行合理组织后进行显示。本发明通过对复杂工况下大量相关信息的逻辑计算，提供给操纵员精确的结论和详细的计算过程，最大程度的利用了计算机控制技术和先进主控室的人机界面优势，极大地提高了操纵员在事故工况下对复杂情况的分析与判断能力；同时减轻了操纵员的工作负荷和心理压力，从而提高了电站事故处理能力和安全运行水平。

Description

核电站计算机化事故工况下进行计算与显示的方法及系统

技术领域

本发明涉及核电站计算机控制，更具体地说，涉及一种核电站事故工况中关键信息的数字化自动计算、判断与显示的方法及系统。

背景技术

在岭澳一期核电站的常规主控室操控中，电站出现事故工况时，各类复杂的信息均由操纵员人工获取后根据经验进行一系列负责逻辑判断得出结论，再指导操纵员进行下一步的操作。尽管操纵员通过经验积累和迅速反应能够在较短时间能得出结论，但在事故情况下，高负荷的心理压力和复杂的计算判断仍不免出现人因失误。

在岭澳二期核电站引入了数字化先进主控室的情况下，为提高事故工况下操纵员做出这些判断的速度和精度，减轻操纵员的工作和心理负荷。利用计算机控制系统的功能开发了“自动诊断与综合信息”系统。此系统自动读取事故工况下来自传感器或执行机构的状态信息并自动进行逻辑计算，把最终的运算结果提供给操作员，并利用动态线技术显示出计算过程和路径，让操纵员在极短的时间对事故结论及产生结论的原因一目了然。减轻了操纵员的工作负荷和心理压力，大大提升核电站安全运行水平。

“自动诊断与综合信息”系统在核电站领域属于一项创新技术，目前除岭澳二期核电站采用外，其他核电站不具备此项技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核电站计算机化事故工况下进行计算与显示的方法及系统，为操纵员提供各类事故工况下的判断结论，以此供操纵员进行决策，每类判断结论都能够提供给操纵员详细的判断过程和计算路径，确保操纵员快速准确地获取事故工况信息和判断结论。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站计算机化事故工况下进行计算与显示的方法，包括以下步骤：

S1、读取模块读取集散控制系统的传感器或执行机构的信息；

S2、逻辑计算模块根据读取到的信息进行逻辑计算；

S3、动态线模块根据读取到的信息计算出逻辑判断路径；

S4、显示画面模块对逻辑计算的结果以及逻辑判断路径进行合理组织后进行显示。

在本发明所述的方法中，所述方法进一步包括模拟式文字灯模块以灯亮/灯灭的方式显示所述逻辑计算模块的逻辑计算结果，并以精简化的形式集成到操纵员事故监视画面中。

在本发明所述的方法中，所述方法进一步包括在核电站监视画面中获取模拟式文字灯模块的精简信息，通过链接功能点击所述文字灯模块后自动调用显示画面模块的内容。

在本发明所述的方法中，所述步骤S1进一步包括读取模块连接性地从集散控制系统第一层的传感器或执行机构即时读取各类传感器的数值、阀门和泵的状态。

在本发明所述的方法中，所述步骤S3进一步包括显示画面模块以图形的方式对逻辑计算的结果以及逻辑判断路径和过程进行显示。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站计算机化事故工况下进行计算与显示的系统，包括：

S1、读取模块，用于读取集散控制系统的传感器或执行机构的信息；

S2、逻辑计算模块，用于根据读取到的信息进行逻辑计算以及必要的数值计算；

S3、动态线模块，用于根据读取到的信息计算出逻辑判断路径；

S4、显示画面模块，用于对逻辑计算的结果以及逻辑判断路径进行合理组织后进行显示。

在本发明所述的系统中，所述系统进一步包括模拟式文字灯模块，用于以灯亮/灯灭的方式显示所述逻辑计算模块的逻辑计算结果，并以精简化的形式集成到操纵员事故监视画面中。

在本发明所述的系统中，所述读取模块进一步用于连接性地从集散控制系统第一层的传感器或执行机构即时读取各类传感器的数值、阀门和泵的状态。

在本发明所述的系统中，所述显示画面模块进一步用于以图形的方式对逻辑计算的结果以及逻辑判断路径和过程进行显示。

在本发明所述的系统中，在核电站监视画面中获取模拟式文字灯模块的精简信息，通过链接功能点击所述文字灯模块后自动调用显示画面模块的内容。

实施本发明核电站计算机化事故工况下进行计算与显示的方法及系统，具有以下有益效果：通过对复杂工况下大量相关信息的逻辑计算，提供给操纵员精确的结论和详细的计算过程，最大程度的利用了计算机控制技术和先进主控室的人机界面优势，极大地提高了操纵员在事故工况下对复杂情况的分析与判断能力；同时减轻了操纵员的工作负荷和心理压力，从而提高了电站事故处理能力和安全运行水平。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明核电站计算机化自动诊断与综合信息系统的方法流程图；

图2是自动诊断与综合信息系统实际工况的一个实施例的示意图；

图3是自动诊断与综合信息系统的模块逻辑图；

图4是模拟式文字灯模块的应用模式的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的实施例中，通过对复杂工况下大量相关信息的逻辑计算和动态线计算，提供给操纵员直接明了的结论和详细的计算过程，最大程度的利用了计算机控制技术和先进主控室的人机界面优势。实现自动诊断与综合信息系统的逻辑计算、动态线计算和显示是一种关键技术，涉及多个核心模块的相互链接和数据传输。同时从操纵员人因工程的角度出发，在计算显示功能中设置为了操纵员易于获取信息的表现方式。

图1示出了本发明实施例提供的自动诊断与综合信息系统的实现流程，详述如下：

步骤S101中，此系统向DCS控制系统(集散控制系统)第一层LEVEL1设备读取所有需要获取来进行逻辑计算的信息，包括各类传感器的数值、阀门和泵的状态等。这些信息的获取是一种连续的获取，即按照核电站DCS控制系统的刷新率设定一直保持持续的刷新，保证信息的即时性。

在步骤S102中，逻辑计算模块根据读取到的信息按照设定好的算法进行一系列逻辑运算。比如说某个压力传感器的值低于500兆帕为逻辑值1，高于500兆帕则为逻辑值0；某个阀门开启状态为逻辑值1，关闭为逻辑值0。把一系列阀门、泵、流量、压力、温度等信息进行即时性的逻辑计算，得出若干个输出值(即判断结果)。

在步骤S103中，动态线模块根据读取到的信息按照设定的好的算法进行一系列逻辑运算。运算的输出结果为一系列具有编号的线的逻辑状态，即输出结果为逻辑值1时，线显示为红色，为逻辑值0时，显示为黑色。通过设定好的动态线图形，就可以给操纵员反映一个清晰的逻辑计算过程和路径。

在步骤S104中，画面显示模块为按照预先组织好的工况流程示意图，图中的各个信息均来自逻辑计算模块和动态线模块的输出值，而且同样具备即时性。通过清晰明了的组织，最大程度的利用了两类计算模块的输出信息，把复杂的工况信息以图形的方式呈现给操纵员。

在步骤S105中，模拟式文字灯模块在此仅获取逻辑计算模块最终的输出值。此模块在实际应用时集成在核电站主控室监视画面中，只占据画面中很小的一部分区域，当然一幅监视画面可以容纳多个不同用途的模拟式文字灯模块。当逻辑计算模块输出值为1时，此模拟式文字灯模块显示为绿色背景黑色文字，当输出值为0时，模拟式文字灯显示为灰色背景黑色文字。此显示状态可以按照操纵员的习惯结合人因工程进行定制：例如0对应绿色，而1对应灰色。

在步骤S106中，通过链接功能可以把模拟式文字灯模块和画面显示模块结合起来。即操纵员可以在核电站监视画面中获取模拟式文字灯模块的精简信息，之后点击该灯模块，系统会自动调用画面显示模块，把信息量更丰富的内容呈现给操纵员。

图2以核电站一个典型的事故工况RRA系统(余热排放系统)投运为例，示出了画面显示模块在逻辑计算模块和动态线模块均计算出结果后呈现给操纵员的最终显示状态，当然，此显示状态会根据核电站自身实时的工况会不断变化。详述如下：

步骤S201中，各个判断节点的逻辑计算值已经通过逻辑计算模块在后台计算出，同时动态线模块也计算出步骤S202所示的各条线的逻辑判断值，此时步骤S203所示的各条动态线如果计算值为1，则这些动态线在画面上显示为红色。

步骤S203所示为此工况计算的最终结论，即“YES”，表示RRA系统正在投入运行；而“NO”，表示RRA系统还没有投入运行。如果YES或NO的逻辑计算中其中一个(实际只会有一个)计算结果为1，则步骤S203中的YES或NO方块将显示为红色。

步骤S204示出了某个事故工况下此画面显示模块的实际工作情况：RRA流量小于600立方米/小时；阀门RCV310VP打开状态；阀门RCV082VP打开状态；泵RCV001PO和002PO均处于运行状态；判断结果为RRA系统投运(YES方式显示为红色)。由步骤S204可见，逻辑计算模块和动态线模块的结果均通过形象化的组织通过画面显示模块提供给操纵员一目了然的信息和结论，使得操纵员对核电站的状态能够迅速掌握并做出决策。

图3同样以RRA系统投运工况为例，示出了自动诊断与综合信息系统的模块结构和模块内部逻辑即关系。为了便于说明，仅显示出了与本发明实施例相关的部分，该系统内置于核电站控制系统的软件单元中。

图3中S301模块是指自动诊断与综合信息系统的信息读取模块。即负责向DCS控制系统LEVEL1层设备读取所需逻辑计算的信息，这种信息包括各种传感器的数值、阀门和泵的状态等等。

S302模块为逻辑计算模块，系统将设计好的算法集成在控制系统的软件中，当读取到所需的设备状态信息和数据后，按照此逻辑算法计算出结论。在“RRA系统投运工况”例中，即为投运YES和未投运NO的结论。此计算结果将提供给S304和S305模块进行显示。

S303模块为动态线模块，同样将设置好的动态线逻辑算法集成在控制系统的软件中，当读取到当读取到所需的设备状态信息和数据后，按照此算法计算个编号动态线的逻辑值。图3中仅举例其中6、8、9、10、11号动态线的逻辑计算为例。此计算结果将提供给S304模块进行显示。

S304模块为画面显示模块，此模块包含有逻辑计算模块计算结果的实时显示与实时刷新，以及动态线模块计算结果的实时显示与实时刷新。图2中S204模块有详细示意。

S305模块为模拟式文字灯显示模块，此模块读取来自S302模块的计算结果，并以灯亮或灯灭的形式进行显示，同时以精简化的形式集成到操纵员事故监视画面中。图4为此模块实际应用时的示意图。

图4示出了自动诊断与综合信息系统的模拟式文字灯模块的应用模式，详述如下：

步骤S401表示当逻辑计算模块输出的值为1时，即符合文字灯点亮的条件。此模块在主控室监视画面中显示为绿色背景黑色文字的状态，表示文字所描述的工况出现。

步骤S402表示当逻辑计算模块输出的值为0时，即符合文字灯熄灭的条件。此模块在主控室监视画面中显示为灰色背景黑色文字的状态，即表示文字所描述的工况没有出现。

步骤S403表示当操纵员在模拟式文字灯点亮后希望了解具体的计算过程和设备信息时，点击该模块，系统即自动调用本系统的画面显示模块显示计算模块实时计算的情况，即如同图2中S204所示。

在本发明实施例中，通过对复杂工况下大量相关信息的逻辑计算，提供给操纵员精确的结论和详细的计算过程，最大程度的利用了计算机控制技术和先进主控室的人机界面优势，极大地提高了操纵员在事故工况下对复杂情况的分析与判断能力；同时减轻了操纵员的工作负荷和心理压力，从而提高了操纵员事故工况下的处理能力，以及核电站机组的安全性、可用性和经济性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种核电站计算机化事故工况下进行计算与显示的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、读取模块读取集散控制系统的传感器或执行机构的信息；

S2、逻辑计算模块根据读取到的信息进行逻辑计算；

S3、动态线模块根据读取到的信息计算出逻辑判断路径；

S4、显示画面模块对逻辑计算的结果以及逻辑判断路径进行合理组织后进行显示；

所述方法进一步包括模拟式文字灯模块以灯亮/灯灭的方式显示所述逻辑计算模块的逻辑计算结果，并以精简化的形式集成到操纵员事故监视画面中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在核电站监视画面中获取模拟式文字灯模块的精简信息，通过链接功能点击所述文字灯模块后自动调用显示画面模块的内容。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括读取模块连接性地从集散控制系统第一层的传感器或执行机构即时读取各类传感器的数值、阀门和泵的状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括显示画面模块以图形的方式对逻辑计算的结果以及逻辑判断路径和过程进行显示。

5.一种核电站计算机化事故工况下进行计算与显示的系统，其特征在于，包括：

读取模块，用于读取集散控制系统的传感器或执行机构的信息；

逻辑计算模块，用于根据读取到的信息进行逻辑计算以及必要的数值计算；

动态线模块，用于根据读取到的信息计算出逻辑判断路径；

显示画面模块，用于对逻辑计算的结果以及逻辑判断路径进行合理组织后进行显示，

所述系统进一步包括模拟式文字灯模块，用于以灯亮/灯灭的方式显示所述逻辑计算模块的逻辑计算结果，并以精简化的形式集成到操纵员事故监视画面中。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述读取模块进一步用于连接性地从集散控制系统第一层的传感器或执行机构即时读取各类传感器的数值、阀门和泵的状态。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述显示画面模块进一步用于以图形的方式对逻辑计算的结果以及逻辑判断路径和过程进行显示。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在核电站监视画面中获取模拟式文字灯模块的精简信息，通过链接功能点击所述文字灯模块后自动调用显示画面模块的内容。 

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