CN101996693A - 一种用于反应堆保护系统的组态系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于反应堆保护系统的组态，所述用于反应堆保护系统的组态具有：总控软件CUTE、用于控制逻辑算法组态平台的PADE、用于图形显示组态的平台SAGE、用于下装和校验的软件工具DANCE、用于参数整定的软件工具PATENT、用来存储工程中已定义变量的数据库管理系统、控制逻辑算法组态平台的PADE将算法文件存入总控软件CUTE，总控软件CUTE通过CUTE工程的路径将文件发送给参数整定的软件工具PATENT，参数整定的软件工具PATENT与数据库管理系统交换获得参数变量，数据库管理系统将参数变量信息发送到图形显示组态的平台SAGE并通过屏幕直观显示，图形显示组态的平台SAGE同时还显示出总控软件CUTE通过CUTE工程的路径信息，完成组态后出总控软件CUTE将下装文件发送到下装和校验的软件工具DANCE并实施安装工作。

Description

一种用于反应堆保护系统的组态系统
技术领域
本发明为一种大型机房机柜的安装以及程序运行监视控制综合系统，属于大型网络系统安全控制领域。
背景技术
为了满足“核电站安全级数字化控制系统”广泛适用性的要求，实现硬件灵活配置、软件灵活组态，数字化通用安全I&C平台需提供应用开发工具，即应用程序的离线软件，可简称为离线软件。离线软件用于硬件设备组态、控制逻辑算法组态及相关的显示组态。
工程师采用离线软件设计并实现电厂特定的安全相关应用功能。它的典型应用如反应堆工艺过程的闭环控制系统、反应堆事故停堆系统、专设安全设施触发系统。
目前离线软件的发展状况如下：
1)国内：由于“核电站安全级数字化控制系统”的安全级别比较高，属于安全1E级。而国内做的大部分控制系统都属于非安全系统，所以目前国内在这方面还处于空白状态；
2)国外：国外已经成熟应用的“核电站安全级数字化控制系统”，如：
Figure G2009102499102D00011
Sie mens/Areva NP的TXS
ABB/Westinghouse的Common Q(AC160)
Figure G2009102499102D00013
DS&S的Spinline
Figure G2009102499102D00014
三菱电机的MELTEC
这些系统都有自己的离线软件用于组态，但是这些系统的离线软件也存在一些不足的地方：
1)保护系统中需要多个站完成数据的采集处理和输出功能，以上系统的离线软件只能管理保护系统中的单个站，不能同时管理多个站；
2)TXS系统的离线软件SPACE在监视现场设备运行状态方面不够直观和丰富。
MELTEC的离线软件MELENS没有给用户提供比较方便的组态辅助工具，需要用户自选工具完成工作，而且需要用户做大量的工作，组态软件没有提供自动化功能完成这些工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种全面的集程度高的系统组态软件控制系统，系统的离线软件能够管理管理多个站，系统的离线软件运行状态方面直观，设计更为方便的组态辅助工具，自动化功能完成安装，设计调试以及检测功能。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种用于反应堆保护系统的组态系统，所述用于反应堆保护系统的组态，具有如下内容：总控软件CUTE、用于控制逻辑算法组态的平台PADE、用于图形显示组态的平台SAGE、用于下装和校验的软件工具DANCE、用于参数整定的软件工具PATENT、用来存储工程中已定义变量的数据库管理系统、所述控制逻辑算法组态的平台一种双口RAM互斥访问的实现方法PADE将算法文件传递给总控软件CUTE，总控软件CUTE通过CUTE工程的路径将工程文件传递给参数整定的软件工具PATENT，参数整定软件工具PATENT与数据库管理系统交互获得参数变量，数据库管理系统将参数变量信息传递到图形显示组态的平台SAGE并通过屏幕直观显示，图形显示组态的平台SAGE同时接收CUTE工程的路径信息，完成组态后总控软件CUTE将下装文件传递到下装和校验的软件工具DANCE并实施下装工作。
所述总控软件CUTE负责统一联编，下装和校验的软件工具DANCE从总控软件CUTE的工程目录获取下装文件，下装和校验的软件工具DANCE和参数整定的软件工具PATENT单独启动或同时启动。
所述用于反应堆保护系统的组态系统从功能上还可分为权限管理系统、设备组态、变量组态、编译程序、下装和系统维护，其中权限管理系统包括用户帐号管理，设备组态为增加IO通讯板卡，增加IO板卡，填写板卡通讯信息，添加网络通讯板卡，填写网卡上网络变量详细信息，上述步骤为依次进行。
所述变量组态为系统变量的定义以及计算，算法组态为启动PADE开始算法编制，其内容包括调试、仿真、形式验证、自定义常量、调用功能块节点、自定义数据类型，完成算法组态后进行算法编译，并进行负荷检查，确认无误后进行下装和监视以及定期实验和参数整定工作。
所述图形显示组态软件SAGE可实现在多个监视屏幕上对整个系统中全部机柜运行情况的直观图形显示，当其中某机柜的某块IO板出现错误时，所述图形显示组态可立即在屏幕上反映出该板所处的具体机柜并采用报警提示。
所述的用于反应堆保护系统的组态可自动生成硬件设备的布置图和它们之间的网络连接关系图，所述硬件设备布置图主要展现：
1)机柜中板卡和模块在机柜中的位置情况；
2)机柜中不同板卡之间的连接关系，通过何种总线进行连接。
所述网络连接关系图主要展现：
以其中一个CPU为中心，其他CPU与此CPU的连接关系。
通过以上技术方案可实现的改进效果为：
1)提供多站管理的功能；
2)在现场设备运行状态监视方面做到更加直观和丰富；
3)提供了完整的组态工具，能够自动化的完成许多工作，极大的减少了工程师的工作量；
4)可以自动生成硬件设备的布置图和它们之间的网络连接关系图。
附图说明
图1为本发明一种用于反应堆保护系统的组态的子系统关系图；
图2为本发明一种用于反应堆保护系统的组态EAST的功能图；
图3为本发明一种用于反应堆保护系统的组态EAST的组态过程图。
具体实施方式
EAST是某核电站安全级数字化控制系统的离线软件，是工程师实现硬件灵活配置、软件灵活组态的平台。
EAST包含有权限管理、设备组态、算法组态、保护系统网关组态和图形显示组态，下装和站运行监视、参数修改、定期试验等功能，是一套完整的硬件配置、算法组态和调试软件包。EAST提出了一种简单的方法让工程应用开发人员实现各种保护算法并提供功能强大的离线仿真调试和在线操作工具。
EAST的组成及其结构
EAST由多个子系统组成，子系统有：CUTE、PADE、SAGE、DANCE、PATENT和数据库。CUTE是EAST的总控软件，PADE是用于控制逻辑算法组态的平台，SAGE是用于图形显示组态的平台，DANCE是用于下装和校验的软件工具，PATENT是用于参数整定的软件工具，数据库是用来存储工程中已定义变量的数据库管理系统。它们之间的关系如图1所示：总控软件CUTE、用于控制逻辑算法组态平台的PADE、用于图形显示组态的平台SAGE、用于下装和校验的软件工具DANCE、用于参数整定的软件工具PATENT、用来存储工程中已定义变量的数据库管理系统、所述控制逻辑算法组态平台的PADE将算法文件存入总控软件CUTE，总控软件CUTE通过CUTE工程的路径将文件发送给参数整定的软件工具PATENT，参数整定的软件工具PATENT与数据库管理系统交换获得的参数变量，数据库管理系统将参数变量信息发送到图形显示组态的平台SAGE并通过屏幕直观显示，图形显示组态的平台SAGE同时还显示出总控软件CUTE通过CUTE工程的路径信息，完成组态后出总控软件CUTE将下装文件发送到下装和校验的软件工具DANCE并实施安装工作。
其中：
Figure G2009102499102D00042
CUTE负责统一联编；
Figure G2009102499102D00043
DANCE从CUTE的工程目录获取所有的下装文件，不需要和SAGE和PADE交互；
Figure G2009102499102D00044
DANCE和PATENT可以单独启动；
Figure G2009102499102D00045
CUTE、PATENT和数据库的交互是双向的，CUTE需要存储变量到数据库中，还需要从数据库中加载和查询变量；
Figure G2009102499102D00046
EAST的功能。
EAST的功能如图2所示：
其中控制逻辑算法组态包含如下功能：
Figure G2009102499102D00047
图形化控制逻辑算法组态；
控制逻辑算法代码生成；
Figure G2009102499102D00052
控制逻辑算法编译连接；
Figure G2009102499102D00053
控制逻辑算法仿真；
Figure G2009102499102D00054
控制逻辑算法的文档化和打印；
组态检查包含有CPU、内存和网络负荷的检查。
工程师数据维护包含：
Figure G2009102499102D00055
变量的文档化和打印；
Figure G2009102499102D00056
硬件设备的文档化和打印；
日志的记录、查看和打印；
Figure G2009102499102D00058
数据备份和还原；
Figure G2009102499102D00059
使用EAST的组态过程。
图3反应了使用EAST组态的流程。图中标出了每个功能模块的主要操作步骤，图中有两种线条：
Figure G2009102499102D000510
有箭头黑色线条：组态流程有顺序，按照箭头的方向进行组态；
Figure G2009102499102D000511
无箭头浅蓝色线条：组态流程无顺序关系，可以与上一个功能模块调换。
其中：
MCS、GWS、TPS和GCS就是第二章节中描述到的实现数据采集、运算、输出、显示的不同站。站不同，实现的功能也相应有所不同。
IO是input和output的缩写，IO板卡是工业自动化控制系统中分别实现数据采集和输出功能的硬件模块。

Claims (6)

1.一种用于反应堆保护系统的组态系统，其特征在于，所述用于反应堆保护系统的组态具有如下内容：总控软件CUTE、用于控制逻辑算法组态的平台PADE、用于图形显示组态的平台SAGE、用于下装和校验的软件工具DANCE、用于参数整定的软件工具PATENT、用来存储工程中已定义变量的数据库管理系统、所述控制逻辑算法组态的平台一种双口RAM互斥访问的实现方法PADE将算法文件传递给总控软件CUTE，总控软件CUTE通过CUTE工程的路径将工程文件传递给参数整定的软件工具PATENT，参数整定软件工具PATENT与数据库管理系统交互获得参数变量，数据库管理系统将参数变量信息传递到图形显示组态的平台SAGE并通过屏幕直观显示，图形显示组态的平台SAGE同时接收CUTE工程的路径信息，完成组态后总控软件CUTE将下装文件传递到下装和校验的软件工具DANCE并实施下装工作。
2.根据权利要求1所述的一种用于反应堆保护系统的组态系统，其特征在于：所述总控软件CUTE负责统一联编，下装和校验的软件工具DANCE从总控软件CUTE的工程目录获取下装文件，下装和校验的软件工具DANCE和参数整定的软件工具PATENT单独启动或同时启动。
3.根据权利要求1所述的一种用于反应堆保护系统的组态系统，其特征在于：所述用于反应堆保护系统的组态系统从功能上还可分为权限管理系统、设备组态、变量组态、编译程序、下装和系统维护，其中权限管理系统包括用户帐号管理，设备组态为增加IO通讯板卡，增加IO板卡，填写板卡通讯信息，添加网络通讯板卡，填写网卡上网络变量详细信息，上述步骤依次进行。
4.根据权利要求3所述的一种用于反应堆保护系统的组态系统，其特征在于：所述变量组态为系统变量的定义以及计算，算法组态为启动PADE开始算法编制，其内容包括调试、仿真、形式验证、自定义常量、调用功能块节点、自定义数据类型，完成算法组态后进行算法编译，并进行负荷检查，确认无误后进行下装和监视以及定期实验和参数整定工作。
5.根据权利要求4所述的一种用于反应堆保护系统的组态系统，其特征在于：所述图形显示组态软件SAGE可实现在多个监视屏幕上对整个系统中全部机柜运行情况的直观图形显示，当其中某机柜的某块IO板出现错误时，所述图形显示组态可立即在屏幕上反映出该板所处的具体机柜并采用报警提示。
6.根据权利要求5所述的一种用于反应堆保护系统的组态系统，其特征在于：所述的用于反应堆保护系统的组态可自动生成硬件设备的布置图和它们之间的网络连接关系图，所述硬件设备布置图主要展现：
1)机柜中板卡和模块在机柜中的位置情况；
2)机柜中不同板卡之间的连接关系，通过何种总线进行连接；
所述网络连接关系图主要展现：以其中一个CPU为中心，其他CPU与此CPU的连接关系。
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