CN107015815B - 一种用于模拟核电站安全控制显示设备的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于模拟核电站安全控制显示设备的装置，其特征在于，包括：数据接收线程单元，所述数据接收线程单元用于接收仿真服务器发送的页面标识数据，并将页面标识数据发送给数据存放单元；数据存放单元，所述数据存放单元用于接收数据接收线程单元发送的页面标识数据，并对信息进行存储和更新；主线程单元，所述主线程单元用于提取数据存放单元中的信息并进行处理，将处理的结果显示或发送给仿真服务器。本发明有效降低了采购和维护成本。

Description

一种用于模拟核电站安全控制显示设备的装置
技术领域
本发明涉及一种用于核电站操纵员培训与执照考试的安全级仪控系统模拟装置，尤其涉及一种用于模拟核电站安全控制显示设备的装置。
背景技术
我国首个拥有自主知识产权的，面向核电站的核安全级数字化控制系统通用平台FirmSys—“和睦系统”已成功研制，并已在核电站实际应用。安全控制显示装置(英文简称SCID)是FirmSys平台中重要的安全级人机接口装置，安全控制显示装置在结构上采用主机与触摸屏一体化的设计方式，操作员可以通过安全控制显示装置的页面切换按钮完成不同画面的切换，此外，核电站的操作员还可以在控制室通过安全控制显示装置的手操器完成相关设备的启动、停止、调节阀门的相关值等操作。安全控制显示装置可以响应核电站非安全级数字仪控平台(英文简称NC)发送的指令，在非安全级数字仪控平台的控制端发送某个手操器的调屏指令，在安全控制显示装置显示含有对应手操器的画面；在非安全级数字仪控平台的控制端对调出的手操器进行闭锁、试验操作，而在安全控制显示装置的页面实现设备的闭锁、试验状态的显示。
针对FirmSys平台的模拟系统已随之研制，该模拟系统中针对安全控制显示装置的模拟装置是安全显示模拟装置。安全显示模拟装置可以为操作员提供与实际安全控制显示装置相同的画面显示与操作，可以满足培训、考核操作员的要求，同时为了使操作员达到熟练操作安全级分散控制系统(DCS)的水平提供了可靠的工具。但是目前本领域没有针对FirmSys平台的安全控制显示装置进行模拟的装置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种用于模拟核电站安全控制显示设备的装置，其特征在于，包括：
数据接收线程单元，所述数据接收线程单元用于接收仿真服务器发送的页面标识数据，并将页面标识数据发送给数据存放单元；
数据存放单元，所述数据存放单元用于接收数据接收线程单元发送的页面标识数据，并对信息进行存储和更新；
主线程单元，所述主线程单元用于提取数据存放单元中的信息并进行处理，将处理的结果显示或发送给仿真服务器。
进一步地，所述主线程单元包括数据发送模块、显示模块、页面切换模块和手操器功能模块，
所述数据发送模块用于接收信息，并将信息发送给仿真服务器；
所述显示模块用于显示信息或存储模拟操作的坐标值，当显示模块用于存储模拟操作的坐标值时，将坐标值传输给数据发送模块，数据发送模块将坐标值传输给仿真服务器；
所述页面切换模块用于从数据存放单元中提取并更新页面的数据信息，完成不同页面之间的切换，并将页面切换结果发送给显示模块进行显示；
所述手操器功能模块用于提取数据存放单元中存储的状态值数据并按照当前的状态值进行配置，由显示模块完成当前状态的显示。
进一步地，还包括NC数据处理模块，所述NC数据处理模块用于提取数据存放单元存储的信息并进行处理，并将处理后的信息发送给主线程单元。
进一步地，所述主线程单元与仿真服务器通过TCP数据包的形式交互信息。
进一步地，所述NC数据处理模块将处理后的信息发送给显示模块进行显示。
本发明填补了本领域首个自主化研制的核安全级仪控平台显示装置无模拟装置的空白，降低了采购和维护成本。
附图说明
图1为本发明一种用于模拟核电站安全控制显示设备的装置的组成图；
图2为本发明实现页面切换的工作流程图；
图3为本发明中手操器功能模块的工作流程图；
图4为本发明包括NC数据处理模块时的示意图；
图5为本发明处理NC数据的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种用于模拟核电站安全控制显示设备的装置的具体实施方式进行详细说明，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1和图2，一种用于模拟核电站安全控制显示设备的装置，包括数据接收线程单元、数据存放单元和主线程单元。主线程单元中页面切换模块主要完成不同页面之间的切换，工程人员组态时会事先将页面内的导航按钮和其他页面的标识数据page_ID进行关联，生成对应的配置文件，该配置文件与核电厂实际使用的配置文件完全相同，因此可以使模拟装置实现与实际装置完全相同的画面显示与设备控制的功能。
例如，当前显示的页面为page_1，操纵员点击画面page_1内的导航按钮，生成(x,y)坐标值，页面切换模块记录下该坐标值，并将模拟操作的坐标值传输给数据发送模块，数据发送模块将坐标值通过TCP数据包的形式发送给仿真服务器(TCP是一种面向连接(连接导向)的、可靠的、基于字节流的运输层(Transportlayer)通信协议，由IETF的RFC793说明(specified)。在简化的计算机网络OSI模型中，它完成第四层传输层所指定的功能)。仿真服务器根据组态配置得到与该坐标值关联的页面标识数据page_2，并将页面标识数据page_2通过TCP数据包的形式发送给数据接收线程单元，数据接收线程单元将接收到的数据传递给数据存放单元，数据存放单元进行数据的保存与数据更新，页面切换模块从数据存放单元中提取页面page_2的数据信息，并传递给页面显示模块，最后由显示模块完成页面page_2的显示。
如图3，主线程单元中的手操器功能模块模拟实现操纵员对核电设备的操作和控制。例如，点击手操器内的激活按钮，手操器功能模块会记录模拟操作的坐标值，并将坐标值发送给数据发送模块，由数据发送模块将坐标值发送给仿真服务器，仿真服务器根据坐标值判断被点击按钮的按钮ID(btn_id)，执行手操器算法逻辑后得到激活按钮被激活的状态值，仿真服务器将按钮的状态值通过TCP数据包的传输方式发送给数据接收线程单元，数据接收线程单元将接收到的按钮的状态值传输给数据存放单元，数据存放单元进行保存和完成各个数据区的数据更新，手操器功能模块提取数据存放单元内激活按钮被激活的状态值，激活按钮的背景色设置为标识激活状态的蓝色，按钮内的文本对应的设置为白色，最后由显示模块完成激活按钮激活状态的显示。
如图4和图5，本发明装置能将核电站非安全级数字仪控平台(NC)与核安全级数字化控制系统进行连接，具体工作过程为，仿真服务器响应核电站非安全级数字仪控平台发送的调屏信息并进行显示，仿真服务器接收NC发送的A站ID页的调屏信息，根据NC与实际SCID(安全控制显示装置)之间传输信息的接口由算法逻辑解析出站号与页面的信息，并将结果通过TCP数据包的形式发送给数据接收线程单元，数据接收线程单元将接收到的调屏信息传递给数据存放单元，数据存放单元对数据进行存储和更新，并将数据发送给NC数据处理模块，NC数据处理模块将接收到的站号A与自身站号进行比较，如果相同，则由显示模块完成ID页的显示；如果不同，则保持原来画面的显示。
除调屏信息外，仿真服务器接收NC发送的设备闭锁、设备试验等信息，发送给主线程单元，主线程单元中的NC数据处理模块以响应其指令。
本发明中的数据接收线程单元在一个单独的线程中运行，其他功能单元或模块在主线程中运行，有效的提高系统整体的运行效率，实时的接收并更新最新的数据。除模拟实现SCID的固有功能外，本发明还能响应模型服务器，如仿真服务器发送的指令，配合仿真服务器完成安全级DCS模拟机的功能。
本发明中的主线程单元与仿真服务器之间的TCP通信支持故障重入，改变TCP通信双方服务端与客户端的响应机制，服务端故障时，客户端则处于间隔一段时间就会自动重新连接的状态，故障排除则TCP通讯恢复正常；客户端故障时，服务端则处于间隔一段时间就会自动重新监听的状态，故障排除则TCP通讯恢复正常。实际效果为，仿真服务器故障时安全显示黑屏，排除故障后只需将仿真服务器重启，则可正常通信；安全显示故障不能正常收发数据时不影响仿真服务器的正常运行，只需排除处理单元的故障并重启，则可正常通信，同时通信双方的启动不受先后顺序的影响。
本发明为更好的满足核电站操作员培训的需求，增加了教学模块，通过配置文件将安全显示模拟装置设置为学员站和教练员站，进而完成教学任务。学员站按不同的站号分别运行在不同的安全显示模拟装置上，所有教练员站的安全显示模拟装置运行在同一台电脑上，教练员站通过配置文件和批处理启动，从而完成操作员的培训和教学。通过教练员站和学员站的设置，使操作员在接近真实画面操作体验的同时完成培训和考核，为培训操作员提供了可靠的工具，并且填补了国内核电行业安全显示模拟装置发展中的空白。
本发明是国内首个针对核安全级数字仪控平台SCID的模拟装置，其装置在满足核电控制室人因要求的基础上，仿真实现了SCID的页面导航、手操器操作、接收NC调屏、设备闭锁、设备试验的功能，解析、显示实际组态的画面等所有功能，通过配置文件仿真实现不同盘台上的各个站号的SCID的显示与操作，且该安全显示模拟装置的刷新周期与SCID的刷新周期保持一致。
为真实的模拟SCID，本发明采用与SCID装置的尺寸、外形一样的10.4寸工业显示屏，该显示屏的尺寸满足核电控制室安装人机接口装置的要求，同时该显示屏的显示清晰度、显示字体的弧分、安装后屏幕反光的程度等各项指标均达到了核电控制室人因要求的标准。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于模拟核电站安全控制显示设备的装置，其特征在于，包括：
数据接收线程单元，所述数据接收线程单元用于接收仿真服务器发送的页面标识数据，并将页面标识数据发送给数据存放单元；
数据存放单元，所述数据存放单元用于接收数据接收线程单元发送的页面标识数据，并对信息进行存储和更新；
主线程单元，所述主线程单元用于提取数据存放单元中的信息并进行处理，将处理的结果显示或发送给仿真服务器；
其中，所述数据接收线程单元在一个单独的线程中运行，其他功能单元或模块在主线程中运行；并且所述数据接收线程单元还能仿真服务器发送的指令，配合仿真服务器完成安全级DCS模拟机的功能；并且主线程单元与仿真服务器之间的TCP通信支持故障重入，改变TCP通信双方服务端与客户端的响应机制，服务端故障时，客户端则处于间隔一段时间就会自动重新连接的状态，故障排除则TCP通讯恢复正常；客户端故障时，服务端则处于间隔一段时间就会自动重新监听的状态，故障排除则TCP通讯恢复正常。
2.根据权利要求1所述的用于模拟核电站安全控制显示设备的装置，其特征在于，所述主线程单元包括数据发送模块、显示模块、页面切换模块和手操器功能模块，
所述数据发送模块用于接收信息，并将信息发送给仿真服务器；
所述显示模块用于显示信息或存储模拟操作的坐标值，当显示模块用于存储模拟操作的坐标值时，将坐标值传输给数据发送模块，数据发送模块将坐标值传输给仿真服务器；
所述页面切换模块用于从数据存放单元中提取并更新页面的数据信息，完成不同页面之间的切换，并将页面切换结果发送给显示模块进行显示；
所述手操器功能模块用于提取数据存放单元中存储的状态值数据并按照当前的状态值进行配置，由显示模块完成当前状态的显示。
3.根据权利要求1所述的用于模拟核电站安全控制显示设备的装置，其特征在于，还包括NC数据处理模块，所述NC数据处理模块用于提取数据存放单元存储的信息并进行处理，并将处理后的信息发送给主线程单元。
4.根据权利要求1所述的用于模拟核电站安全控制显示设备的装置，其特征在于，所述主线程单元与仿真服务器通过TCP数据包的形式交互信息。
5.根据权利要求3所述的用于模拟核电站安全控制显示设备的装置，其特征在于，所述NC数据处理模块将处理后的信息发送给显示模块进行显示。
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