CN103165207A

CN103165207A - 适用于核电站的顺序控制方法及系统

Info

Publication number: CN103165207A
Application number: CN2011104139999A
Authority: CN
Inventors: 卢超; 颜振宇; 刘真; 谢红云; 张焕欣; 张黎明
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: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2031-12-13
Also published as: CN103165207B

Abstract

本发明公开了一种适用于核电站的顺序控制方法，其包括以下步骤：S0，开始；S1，构建步骤；S2，顺控启动；S3，首步执行；S4，判断步骤；S5，第n步执行模块；S6：结束。本发明还提供了一种用于实现适用于核电站的顺序控制系统。本发明适用于核电站的顺序控制方法及系统提供了一种全自动执行顺序控制的方法和流程，构建自动控制程序的功能块和电路的内部逻辑，提供专用集成的控制模块和运算电路；与现有技术相比，本发明执行效率高、操作失误率低，能显示工作步骤或状态，降低工作强度，同时可以避免人为操作存在的人因失误操作。

Description

适用于核电站的顺序控制方法及系统

技术领域

本发明属于核电站仪控设计领域，更具体地说，本发明涉及一种适用于核电站的顺序控制方法及系统。

背景技术

顺序控制主要用于大型工艺系统设备，按照固定顺序进行投/退控制。为了适应大型机组的经济性和快速性等特点，确保单元机组的安全启动，在核电站中设备根据其设备特性和执行功能，可分成若干个功能组，如汽轮机冲机、负荷带载、并网、给水控制、液位控制等，每个功能组执行包含多个设备按时序的顺序启停。

目前，在核电站中成组功能的操作是由操作员根据操作规程，对各个系统和设备进行逐个系统和设备的点动操作，首先，操作员需要判断是否执行某项成组功能，若确认执行则依据执行该项功能的纸质或数字化操作规程，根据程序指示执行第一步操作，然后根据操作反馈结果人为判断是否执行成功，是否继续执行第二步操作，如此判断、操作直至规程指示的最后一步操作完成。

这种人工手动顺序控制的技术，存在如下缺陷。

1）人工手动操作对于操作员来说，操作员的操作负荷大、强度大，每一设备的起/停都需要手动操作，人工操作的效率低下、耗时多。

2）人工手动操作还存在操作失误的人因风险，这种人因风险主要来源于以下两点：一是人为操作执行失误，操作员操作了不该操作的设备或者执行了错误的操作；二是由于需要人为判断是否进行下一步执行，就会存在信息判断的失误。

3）人工手动操作无法明确指示当前顺序控制执行到了某一具体步骤。

有鉴于此，确有必要提供一种执行效率高、操作失误率低且能显示工作步骤或状态的适用于核电站的顺序控制方法及系统。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种执行效率高、操作失误率低且能显示工作步骤或状态的适用于核电站的顺序控制方法及系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种适用于核电站的顺序控制方法，用于控制核电站的汽轮机冲机功能组、负荷带载功能组、并网功能组、给水控制功能组和液位控制功能组，所述顺序控制方法包括如下步骤：

S0，开始；

S1，构建步骤：包括利用设计的标准顺控功能块构建顺序控制程序，定义标准顺控功能块参数，所述参数包括执行步骤n、等待时间t1和监测时间t2，设置每一步执行的条件以及对应的人机界面控制器并编译集成；执行步骤S2，

S2，顺控启动：顺控启动成功后即输出执行第一步骤的指令，调用第一步骤所对应的顺控子功能块，同时输出顺控正在执行的信息指示；执行步骤S3，

S3，首步执行：接收到启动命令后，等待某一时间后即执行第一步操作：同时输出下一步的启动指令，调用下一步骤执行的子功能块；执行步骤S4，

S4，判断步骤：判断是否执行某项成组功能，判断步骤S4包括S4a、S4b、S4c步骤；

S4a，检测S3执行的结果以及下一步执行的必要条件，若在设定的t2时间内结果反馈符合预期，则输出下一步执行的指令，启动S5；若检测到t2时间内结果反馈不符合预期，或有暂停指令，则转入S4b；

S4b，暂停顺控执行，同时输出顺控暂停的信号，并指示目前暂停步骤；

S4c，等待是否有继续执行的手动指令，是则启动S5，否则转入S4b，保持暂停状态；

S5，第n步执行步骤：当接收到第n-1部输出的启动指令，且执行结果反馈正确，则执行第n步操作即最后一步操作，执行步骤S6；

S6：结束：完成最后一步操作后输出结束指令，整个顺控过程结束。

作为本发明适用于核电站的顺序控制方法的一种改进，所述标准顺控功能块包括序列组控制顺控功能块和顺控功能块的辅助块。

作为本发明适用于核电站的顺序控制方法的一种改进，所述序列组控制顺控功能块可实现如下功能：成组控制模式输入优先级管理、处理步骤提示、反馈信息指令输出。

作为本发明适用于核电站的顺序控制方法的一种改进，所述序列组控制顺控功能块的工作模式包括：自动启动指令、自动关闭指令、手动启动指令、手动关闭指令、步骤可中断；其中，“关闭”指令应优先于“启动”指令。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种适用于核电站的顺序控制系统，用于控制核电站的汽轮机冲机功能组、负荷带载功能组、并网功能组、给水控制功能组和液位控制功能组，其中，所述顺序控制系统包括如下模块：

1）构建模块：用于利用设计的标准顺控功能块构建顺序控制程序，定义标准顺控功能块参数；

2）顺控启动模块：用于顺控启动成功后输出执行第一步骤的指令，调用第一步骤所对应的顺控子功能块，并输出顺控正在执行的信息指示；

3）首步执行模块：用于接接收到启动命令后，等待某一时间后即执行第一步操作：同时输出下一步的启动指令，调用下一步骤执行的子功能块；

4）判断模块：用于判断是否执行某项成组功能；

5）第n步执行模块：用于当接收到第n-1部输出的启动指令，且执行结果反馈正确，则执行最后一步操作。

作为本发明适用于核电站的顺序控制系统的一种改进，所述标准顺控功能块包括序列组控制顺控功能块和顺控功能块的辅助块。

相较于现有技术，本发明适用于核电站的顺序控制方法及系统提供了一种全自动执行顺序控制的方法和流程，构建自动控制程序的功能块和电路的内部逻辑，提供专用集成的控制模块和运算电路，并设计配套人机接口控制器，把每个程序步骤进行分解，包括发出操作指令，等待判据，任务结束等。如果在允许时间内完成了操作，则向下一个程序步骤前进，否则发出报警并停止程序前进，整个过程基本实现全自动完成，即“一键操作”，且能判断执行结果是否符合预期，确保动作执行的正确性。一方面可以降低工作强度，另一方面可以避免人为操作存在的人因失误操作等。顺控过程实现全自动完成减轻了操作员负荷，提高电厂效率；全自动的执行和判断过程，避免了误操作或和误判断的人因失误，且能明确指示目前顺控执行的步骤和状态。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明适用于核电站的顺序控制方法及系统及其有益技术效果进行详细说明。

图1为本发明适用于核电站的顺序控制方法的流程图。

图2为SGC 主模块外部接口示意图。

图3为SGC 主模块的内部电路逻辑关系图。

图4为SGC 辅助模块外部接口示意图。

图5为SGC 辅助模块的内部电路逻辑关系图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参阅图1所示，本发明的适用于核电站的顺序控制方法及系统需要基于windows 操作系统的软件运行平台，所运行的计算机最低配置为如下配置：a）pentiem2 233 MHz；b）128 MB RAM；c）1.5 GB可用硬盘空间。控制的核电站的设备包括汽轮机冲机功能组、负荷带载功能组、并网功能组、给水控制功能组，以及液位控制功能组。

本发明适用于核电站的顺序控制方法包括如下步骤。

S0：开始。

S1：构建步骤，构建步骤包括利用设计的标准顺控功能块构建顺序控制程序，定义标准顺控功能块参数，参数包括：执行步骤n、等待时间t1和监测时间t2，设置每一步执行的条件以及对应的人机界面控制器并编译集成。

本发明中构建顺控程序专用的标准顺控功能块包括：

1）SGC（Sequence Group Control序列组控制）顺控功能块

请参阅图2和图3所示的SGC主模块外部接口示意图和SGC主模块内部电路逻辑关系图，SGC顺控功能块主要可实现如下功能：成组控制模式输入优先级管理、处理步骤提示、反馈信息指令输出等，各功能块的工作模式包括以下几种形式：自动启动指令、自动关闭指令、手动启动指令、手动关闭指令、步骤可中断。一般来说，“关闭”指令应优先“启动”指令，状态偏差报警在信号复位后可以通过操作员手动确认消失；

输入输出信号如下表所示：

信号名	变量名	变量类型	描述
				INPUT1	SDA_OPEN	LV	执行“OPEN”步骤时，发生故障
INPUT2	EN_OPEN	LV	允许执行“OPEN”
				INPUT3	A_OPEN	LV	自动执行“OPEN”
INPUT4	CB_OPEN	LV	“OPEN”步骤执行完毕反馈输入
				OUTPUT1	STEP_OPEN	LV	执行“OPEN”步骤输出
OUTPUT2	PROG_OPEN	LV	执行“OPEN”步骤中
				OUTPUT3	CB_OPEN	LV	“OPEN”步骤执行完毕反馈输入
INPUT5	SDA_OFF	LV	执行“OFF”步骤时，发生故障
				INPUT6	EN_OFF	LV	允许执行“OFF”
INPUT7	A_OFF	LV	自动执行“OFF”
				INPUT8	CB_OFF	LV	“OFF”步骤执行完毕反馈输入
OUTPUT4	STEP_OFF	LV	执行“OFF”步骤输出
				OUTPUT5	PROG_OFF	LV	执行“OFF”步骤中
OUTPUT6	CB_OFF	LV	“OFF”步骤执行完毕反馈输出
				INPUT9	M_ON	LV	手动启动顺控
INPUT10	M_OFF	LV	手动停止顺控
				INPUT11	M_PAUSE	LV	手动暂停/恢复顺控

2）顺控功能块的辅助块

请参阅图4和图5所示的SGC 辅助模块外部接口示意图和SGC 辅助模块的内部电路逻辑关系图。顺控的每一步过程控制都有相对应的功能子块。在功能块中，可以接受来自前一步的判决条件外，组成判决逻辑关系，对下一步进行指令触发外，还可以设置每一步执行的等待时间即waiting time，每一步执行的时间期限即monitoring time；

输入输出信号如下表所示：

信号名	变量名	变量类型	描述
				INPUT1	X1	LV	本步开始执行启动指令
INPUT2	X2	LV	允许本步执行
				INPUT3	PROG_OPEN	LV	顺控执行“OPEN”步骤中
INPUT4	STEP_OFF	LV	顺控执行“OFF”输出
				OUTPUT1	Y1	LV	输出启动下一步执行指令
OUTPUT2	Y2	LV	输出执行指令
				OUTPUT3	Y3	LV	上一步骤执行超时

参数设置如下表所示：

变量名	类型	设定范围	单位	描述
					T1	RV	0－50000	S	Waiting Time:指令执行等待时间
T2	RV	0－50000	S	Monitoring Time:监测时间
					Step No	IV	1－80	1	执行步骤计数

S2：顺控启动，顺控启动的指令可以是操作员手动启动，也可以是自动命令启动。手动启动的指令有允许条件闭锁，只有满足相关条件才能手动启动成功。顺控启动成功后即输出执行第一步骤的指令，调用第一步骤所对应的顺控子功能块，同时输出顺控正在执行的信息指示。顺控启动后操作员随时可以停止顺控，停止指令将闭锁启动指令，结束顺控的继续执行。

S3：首步执行，接收到启动命令后，等待设置的t1时间后即执行第一步操作：例如打开001VV阀门等，同时输出下一步的启动指令，即调用下一步骤执行的子功能块。

S4：判断步骤，判断是否执行某项成组功能，判断步骤S4包括S4a、S4b、S4c步骤。

S4a检测S3执行的结果以及下一步执行的必要条件，若在设定的t2时间内结果反馈符合预期，则输出下一步执行的指令，启动S5；若检测到t2时间内结果反馈不符合预期，或有暂停指令，则转入S4b；

S4c等待是否有继续执行的手动指令，是则启动S5，否则转入S4b，保持暂停状态。

S5：第n步执行步骤，当接收到第n-1部输出的启动指令，且执行结果反馈正确，则执行第n步操作即最后一步操作。

S6：结束，完成最后一步操作后输出结束指令，整个顺控过程结束。

本发明中执行步骤n应处于1－80之间。

本发明适用于核电站的顺序控制方法及系统提供了一种全自动执行顺序控制的方法和流程，构建自动控制程序的功能块和电路的内部逻辑，可带来如下有益效果。

（1）减轻了操作员负荷，提高电厂效率；传统顺序控制需要操作人员手动执行数十个相关设备，通过本发明的顺控过程构建，可实现全自动完成，即操作员只需发出启动命令，构建程序会按步骤执行直至结束。

（2）避免了顺序控制手动操作执行的误操作或误判断的人因失误，提高了核电厂的安全性。按照本发明构建好的顺控程序，执行过程中由系统自动判断继续执行的条件是否满足，操作员可执行一键式全自动的执行，同时也保留了操作员手动暂停或继续执行的干预手段。

（3）能明确指示目前顺控执行的步骤和状态。本发明能指示顺控目前执行状态，包括执行中、当前步骤、暂停、执行反馈错误或结束等，提供了明确和必要指示。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种适用于核电站的顺序控制方法，用于控制核电站的汽轮机冲机功能组、负荷带载功能组、并网功能组、给水控制功能组和液位控制功能组，其特征在于，所述顺序控制方法包括以下步骤：

S0，开始；

S1，构建步骤：包括利用设计的标准顺控功能块构建顺序控制程序，定义标准顺控功能块参数，参数包括执行步骤n、等待时间t1、监测时间t2、设置每一步执行的条件以及对应的人机界面控制器并编译集成；执行步骤S2，

2. 根据权利要求1所述的适用于核电站的顺序控制方法，其特征在于，所述标准顺控功能块包括序列组控制顺控功能块和顺控功能块的辅助块。

3. 根据权利要求2所述的适用于核电站的顺序控制方法，其特征在于，所述序列组控制顺控功能块可实现如下功能：成组控制模式输入优先级管理、处理步骤提示、反馈信息指令输出。

4. 根据权利要求3所述的适用于核电站的顺序控制方法，其特征在于，所述序列组控制顺控功能块的工作模式包括：自动启动指令、自动关闭指令、手动启动指令、手动关闭指令、步骤可中断；其中，“关闭”指令应优先于“启动”指令。

5. 一种适用于核电站的顺序控制系统，用于控制核电站的汽轮机冲机功能组、负荷带载功能组、并网功能组、给水控制功能组和液位控制功能组，其特征在于，所述顺序控制系统包括如下模块：

4）判断模块：用于判断是否执行某项成组功能；

6. 根据权利要求5所述的适用于核电站的顺序控制系统，其特征在于，所述标准顺控功能块包括序列组控制顺控功能块和顺控功能块的辅助块。