CN101783632B

CN101783632B - 一种核电站电动机控制装置及其控制方法

Info

Publication number: CN101783632B
Application number: CN2009101888546A
Authority: CN
Inventors: 叶琳; 林国星; 李竟成; 李公杰; 尹刚; 曾彬
Original assignee: China General Nuclear Power Corp; China Nuclear Power Engineering Co Ltd
Current assignee: China General Nuclear Power Corp; China Nuclear Power Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2029-12-15
Also published as: CN101783632A

Abstract

本发明涉及一种核电站电动机控制装置及其控制方法，其中控制装置用于控制核电站的电动机动作，包括：指令处理模块，用于获取外部的指令信息，包括手动指令、自动指令、保护指令、允许条件和被控电动机反馈回来的电动机状态信号，并发送给所述逻辑运算模块；逻辑运算模块，用于按优先级由小到大的顺序从所述手动指令、自动指令、保护指令中选出当前指令，根据所述当前指令和所述允许条件，产生控制电动机动作的控制指令，并根据所述控制指令和电动机状态信号产生逻辑输出状态信号；显示模块，用于显示所述逻辑输出状态信号。本发明提升了核电站电动机自动化运行水平，还能减轻操纵员的工作负荷。

Description

一种核电站电动机控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及核电站计算机仪表与控制领域，尤其涉及一种核电站电动机控制装置及其控制方法。

背景技术

目前核电站中引入了数字化控制系统来实现设备的控制和驱动，数字化控制系统改变了传统的设备控制和驱动方式，提高了自动化程度，减少了故障发生率，组态灵活，而且便于观察现场设备运行状态，使操纵员不再需要通过观察操作盘台上的指示灯来了解现场设备的状态，通过手动操作盘台上的开关、按钮来控制现场的设备。

为了充分发挥核电站数字化控制系统的优越性，需要根据原控制系统所需功能进行消化改进，尤其是对核电站设备中的电动机的控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种适合用于核电站的数字化控制系统的电动机控制的控制装置及其控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种核电站电动机控制装置，用于控制所述核电站的电动机动作，包括：

指令处理模块，用于获取外部的指令信息，包括手动指令、自动指令、保护指令、允许条件和被控电动机反馈回来的电动机状态信号，并发送给所述逻辑运算模块；

逻辑运算模块，用于按优先级由小到大的顺序从所述手动指令、自动指令、保护指令中选出当前指令，根据所述当前指令和所述允许条件，产生控制电动机动作的控制指令，并根据所述控制指令和电动机状态信号产生逻辑输出状态信号；

所述逻辑运算模块包括指令输出单元，所述指令输出单元包括：

综合逻辑判断子单元，用于在电动机状态信号为运行状态信号时，产生的启动指令失效，在停止指令发出后，使产生的启动指令失效；电动机状态信号为启动故障信号、停止故障信号、双一故障信号或双零故障信号时，使产生的自动、手动启动指令失效，保护启动指令有效；在电动机状态信号为停止状态信号时，使产生的停止指令失效，在启动指令发出后，使产生的停止指令失效，电动机状态信号为启动故障信号、停止故障信号、双一故障信号或双零故障信号时，使产生的自动指令、手动指令中的停止指令失效，使保护指令中的停止指令有效；在电动机状态信号为电动机控制中心故障或运行失效时，使保护指令、自动指令、手动指令中的停止指令失效；

显示模块，用于显示所述逻辑输出状态信号。

本发明还提供了一种核电站电动机控制方法，其包括以下步骤：

A、获取外部的指令信息，包括手动指令、自动指令、保护指令、允许条件和被控电动机反馈回来的电动机状态信号；

B、按优先级由小到大的顺序从所述手动指令、自动指令、保护指令中选出当前指令，根据所述当前指令和所述允许条件，产生控制电动机动作的控制指令，并显示；

步骤B包括：

B31在电动机状态信号为运行状态信号时，产生的启动指令失效，在所述停止指令发出后，产生的启动指令失效，电动机状态信号为启动故障信号、停止故障信号、双一故障信号或双零故障信号时，产生的自动指令、手动指令中的启动指令失效，保护指令中的启动指令有效；

B32、在电动机状态信号为停止状态信号时，产生的停止指令失效；在启动指令发出后，产生的停止指令失效，在电动机状态信号为电动机控制中心故障或运行失效时，保护指令、自动指令、手动指令中的停止指令失效，在电动机状态信号为启动故障信号、停止故障信号、双一故障信号或双零故障信号时，产生的自动指令、手动指令中的停止指令失效，保护指令中的停止指令有效；

C、根据所述控制指令和电动机状态信号产生逻辑输出状态信号，并显示。

本发明的核电站电动机控制装置，根据控制系统的功能和应用要求，合理地改进原有控制系统，充分发挥分布式控制系统的功能，其能自动读取来自电动机的反馈信号，并自动进行逻辑计算，并将控制指令发送给电动机。同时也将与该设备相关的现场反馈和控制信息通过数字化人机界面提供给操纵员，让操纵员可以集中了解该设备的相关信息。这一改进不仅提升核电站自动化运行水平，还能减轻操纵员的工作负荷。

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是本发明实施例的核电站电动机控制装置应用原理框图；

图2是本发明实施例的核电站电动机控制装置的逻辑运算模块原理框图；

图3是本发明实施例的核电站电动机控制方法的电动机控制中指令输出流程图。

具体实施方式

下面结合图示，对本发明的优选实施例作详细介绍。

本发明较佳实施例的核电站电动机控制装置的逻辑运算模块原理框图如图1所示，包括指令处理模块、逻辑运算模块和显示模块。其中，指令处理模块用于获取外部的指令信息，包括手动指令、自动指令、保护指令、允许条件和被控电动机反馈回来的电动机状态信号，并发送给逻辑运算模块。逻辑运算模块用于按优先级由小到大的顺序从手动指令、自动指令、保护指令中选出当前指令，根据当前指令和允许条件，产生控制电动机动作的控制指令，并根据控制指令和电动机状态信号产生逻辑输出状态信号。显示模块显示逻辑输出状态信号，即运用色彩变化、文字指示等显示处理方法，在HMI（人机接口）上为操作人员提供本电动机的运行状况。

本实施例中，如图2所示，逻辑运算模块同样可包括指令输出单元，所述指令输出单元包括：优先级判断子单元，保护指令输出子单元，自动指令输出子单元，手动指令输出子单元和综合逻辑判断子单元。

其中，优先级判断子单元，用于按优先级由小到大的顺序从手动指令、自动指令、保护指令中选出当前指令。保护指令输出子单元，用于在当前指令为保护指令时，如果保护指令为启动指令，则指令输出单元输出的控制指令为启动指令，如果保护指令为停止指令，则指令输出单元输出的控制指令为停止指令。自动指令输出子单元，用于在当前指令为自动指令，且允许条件有效时，如果自动指令为启动指令，则指令输出单元输出的控制指令为启动指令；如果自动指令为停止指令，指令输出单元输出的控制指令为停止指令。手动指令输出子单元，用于在当前指令是手动指令，且允许条件为有效时，如果手动指令为启动指令，则指令输出单元输出的控制指令为启动指令，如果自动指令为停止指令，指令输出单元输出的控制指令为停止指令。

综合逻辑判断子单元，用于在电动机状态信号为运行状态信号时，产生的启动指令失效，在停止指令发出后，使产生的启动指令失效，电动机状态信号为启动故障信号、停止故障信号、双一故障信号或双零故障信号时，使产生的自动、手动启动指令失效，保护启动指令有效；在电动机状态信号为停止状态信号时，使产生的停止指令失效，在启动指令发出后，使产生的停止指令失效，电动机状态信号为启动故障信号、停止故障信号、双一故障信号或双零故障信号时，使产生的自动指令、手动指令中的停止指令失效，使保护指令中的停止指令有效；在电动机状态信号为电动机控制中心故障或运行失效时，使保护指令、自动指令、手动指令中的停止指令失效。

本实施例中，如图2所示，逻辑运算模块还包括状态输出单元，其根据控制指令和电动机状态信号产生逻辑输出状态信号。所述状态输出单元包括启动故障状态信号产生子单元，停止故障状态信号产生子单元，双一故障状态信号产生子单元，双零故障状态信号产生子单元，运行状态信号产生子单元，停止状态信号产生子单元和运行故障状态信号产生子单元。

其中，启动故障状态信号产生子单元，用于在控制指令为启动指令，且当电动机反馈回来的电动机状态信号从停止状态到运行状态超出第一预定时间时，产生启动故障状态信号。停止故障状态信号产生子单元，用于在控制指令为停止指令，且电动机状态信号从运行状态到停止状态超出第二预定时间时，产生停止故障状态信号。双一故障状态信号产生子单元，用于在电动机状态信号的运行状态和停止状态同时有效时，产生双一故障状态信号。双零故障状态信号产生子单元，用于在电动机状态信号的运行状态和停止状态同时无效，且同时无效时间超出了第三预定时间时，产生双零故障状态信号。运行状态信号产生子单元，用于在电动机状态信号为运行状态，且排除了双一故障信号时，产生运行状态信号。停止状态信号产生子单元，用于在电动机状态信号为停止状态，且排除了双零故障信号时，产生停止状态信号。运行故障状态信号产生子单元，用于在电动机未经正常停止指令，电动机反馈的电动机状态信号为停止信号时，产生运行故障状态信号。

根据以上核电站电动机控制系统，本发明还提供了一种核电站电动机控制方法，其包括以下步骤：

S100、获取外部的指令信息，包括手动指令、自动指令、保护指令、允许条件和被控电动机反馈回来的电动机状态信号；

S200、按优先级由小到大的顺序从手动指令、自动指令、保护指令中选出当前指令，根据当前指令和允许条件，产生控制电动机动作的控制指令，并显示；

S300、根据所述控制指令和电动机状态信号产生逻辑输出状态信号，并显示。

其中，步骤S200流程图如图3所示，具体包括：

S231、按优先级由小到大的顺序从手动指令、自动指令、保护指令中选出当前指令；

S232、在当前指令为保护指令时，如果保护指令为启动指令，则指令输出单元输出的控制指令为启动指令，如果保护指令为停止指令，则指令输出单元输出的控制指令为停止指令；

S233、在当前指令为自动指令，且允许条件有效时，如果自动指令为启动指令，则指令输出单元输出的控制指令为启动指令；如果自动指令为停止指令，指令输出单元输出的控制指令为停止指令；

S234、在当前指令是手动指令，且允许条件为有效时，如果手动指令为启动指令，则指令输出单元输出的控制指令为启动指令，如果自动指令为停止指令，指令输出单元输出的控制指令为停止指令；

S235、在电动机状态信号为运行状态信号时，产生的启动指令失效，在所述停止指令发出后，产生的启动指令失效，电动机状态信号为启动故障信号、停止故障信号、双一故障信号或双零故障信号时，产生的自动指令、手动指令中的启动指令失效，保护指令中的启动指令有效；

S236、在电动机状态信号为停止状态信号时，产生的停止指令失效，在启动指令发出后，产生的停止指令失效，电动机状态信号为启动故障信号、停止故障信号、双一故障信号或双零故障信号时，产生的自动指令、手动指令中的停止指令失效，保护指令中的停止指令有效；在电动机状态信号为电动机控制中心故障或运行失效时，保护指令、自动指令、手动指令中的停止指令失效。

S241、在控制指令为启动指令，且电动机状态信号从停止状态到运行状态超出第一预定时间时，产生启动故障状态信号；

S242、在控制指令为停止指令，且电动机状态信号从运行状态到停止状态超出第二预定时间时，产生停止故障状态信号；

S243、在电动机状态信号的运行状态和停止状态同时有效时，产生双一故障状态信号；

S244、在所述电动机状态信号的运行状态和停止状态同时无效，且同时无效时间超出了第三预定时间时，产生双零故障状态信号；

S245、在电动机状态信号为运行状态，且排除了双一故障信号时，产生运行状态信号；

S246、在电动机状态信号为停止状态，且排除了双零故障信号时，产生停止状态信号；

S247、在电动机未经正常停止指令，反馈停止状态时，产生运行故障状态信号。

在运行过程中，被控电动机能与其他被控设备联锁动作，根据相关设备的可用情况自动启运（或自动停运）电动机，更好的满足工艺系统的要求。另外，本发明实施例的核电站电动机控制装置已经固化，用户通过对其输入输出信号的灵活配置，就能控制并监视不同类型的电动机。用户还能很方便的加入自定义控制算法，拓展其控制功能。用户能根据设备的情况，组态产生该设备的保护信号，在危急情况下，让该台设备保护停运（或保护启运），防止设备损坏。同时也能接受操纵员的手动控制指令。指令输出单元输出的控制指令可以通过分布式控制系统的输出功能直接控制现场的电动机，也能被分布式控制系统内其他的功能模块所调用。

本实施例的核电站电动机控制装置及控制方法中，为了满足核电站常规岛及核岛在人机操作界面上的一致性，作下列规定：所有就地驱动级设备所提供的远方/就地切换开关，在正常运行时应放在远方位置，如有特殊要求切至就地位置时，应经过主控制室授权后，方可进行；所有自动起/停、开/停止指令，皆设计为固定连接，不需经过运行人员的切/投选择；需经过运行人员决定是否投自动时，可在本控制装置外另加切投逻辑，然后再送入本控制装置。

本发明的核电站电动机控制装置及控制方法，根据控制系统的功能和应用要求，合理地改进原有控制系统，充分发挥分布式控制系统的功能，其能自动读取来自被控电动机的反馈信号，并自动进行逻辑计算，产生控制指令发送给被控电动机。同时也将与被控电动机相关的现场反馈状态信息通过数字化人机界面提供给操纵员，让操纵员可以集中了解该设备的相关信息。

本发明的核电站电动机控制装置控制运算功能强大、反馈信息丰富等特点，最大程度地利用了计算机控制技术和先进主控室的人机界面优势，从而提高了核电站自动化控制水平和安全运行水平，同时还减轻了操纵员的工作负荷。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种核电站电动机控制装置，用于控制所述核电站的电动机动作，其特征在于，包括：

指令处理模块，用于获取外部的指令信息，包括手动指令、自动指令、保护指令、允许条件和被控电动机反馈回来的电动机状态信号，并发送给逻辑运算模块；

显示模块，用于显示所述逻辑输出状态信号。

2.根据权利要求1所述的核电站电动机控制装置，其特征在于，所述逻辑运算模块包括指令输出单元，所述指令输出单元包括：

优先级判断子单元，用于按优先级由小到大的顺序从所述手动指令、自动指令、保护指令中选出当前指令；

保护指令输出子单元，用于在所述当前指令为保护指令时，输出所述控制指令为保护指令；

自动指令输出子单元，用于在所述当前指令为自动指令，且所述允许条件有效时，输出所述控制指令为自动指令；

手动指令输出子单元，用于在所述当前指令是手动指令，且所述允许条件为有效时，输出所述控制指令为手动指令。

3.根据权利要求2所述的核电站电动机控制装置，其特征在于，所述逻辑运算模块还包括状态输出单元，所述状态输出单元包括：

启动故障状态信号产生子单元，用于在所述控制指令为启动指令，且电动机状态信号从停止状态到运行状态超出第一预定时间时，产生启动故障状态信号；

停止故障状态信号产生子单元，用于在所述控制指令为停止指令，且电动机状态信号从运行状态到停止状态超出第二预定时间时，产生停止故障状态信号；

双一故障状态信号产生子单元，用于在所述电动机状态信号的运行状态和停止状态同时有效时，产生双一故障状态信号；

双零故障状态信号产生子单元，用于在所述电动机状态信号的运行状态和停止状态同时无效，且同时无效时间超出了第三预定时间时，产生双零故障状态信号；

运行状态信号产生子单元，用于在所述电动机状态信号为运行状态，且排除了双一故障信号时，产生运行状态信号；

停止状态信号产生子单元，用于在所述电动机状态信号为停止状态，且排除了双零故障信号时，产生停止状态信号；

运行故障状态信号产生子单元，用于在电动机未经正常停止指令，所述电动机状态信号为停止状态时，产生运行故障状态信号。

4.一种核电站电动机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤B包括：

B31在电动机状态信号为运行状态信号时，产生的启动指令失效，在停止指令发出后，产生的启动指令失效，电动机状态信号为启动故障信号、停止故障信号、双一故障信号或双零故障信号时，产生的自动指令、手动指令中的启动指令失效，保护指令中的启动指令有效；

5.根据权利要求4所述的核电站电动机控制方法，其特征在于，所述步骤B包括以下步骤中的至少一个：

B33、按优先级由小到大的顺序从手动指令、自动指令、保护指令中选出当前指令；

B34、在所述当前指令为保护指令时，如果保护指令为启动指令，则指令输出单元输出的控制指令为启动指令，如果保护指令为停止指令，则指令输出单元输出的控制指令为停止指令；

B35、在所述当前指令为自动指令，且允许条件有效时，如果自动指令为启动指令，则指令输出单元输出的控制指令为启动指令；如果自动指令为停止指令，指令输出单元输出的控制指令为停止指令；

B36、在所述当前指令是手动指令，且允许条件为有效时，如果手动指令为启动指令，则指令输出单元输出的控制指令为启动指令，如果自动指令为停止指令，指令输出单元输出的控制指令为停止指令。

6.根据权利要求5所述的核电站电动机控制方法，其特征在于，所述步骤B还包括以下步骤中的至少一个：

B41、在所述控制指令为启动指令，且电动机状态从停止状态到运行状态信号超出第一预定时间时，产生启动故障状态信号；

B42、在所述控制指令为停止指令，且电动机状态从运行状态到停止状态超出第二预定时间时，产生停止故障状态信号；

B43、在所述电动机状态信号的运行状态信号和停止状态信号同时有效时，产生双一故障状态信号；

B44、在所述电动机状态信号的运行状态信号和停止状态信号同时无效，且同时无效时间超出了第三预定时间时，产生双零故障状态信号；

B45、在所述电动机状态信号为运行状态，且排除了双一故障信号时，产生运行状态信号；

B46、在所述电动机状态信号为停止状态，且排除了双零故障信号时，产生停止状态信号；

B47、在电动机未经正常停止指令，所述电动机状态信号为停止状态时，产生运行故障状态信号。