CN107741703A - 核电虚拟dcs仿真平台人机接口架构 - Google Patents

Abstract

一种核电虚拟DCS仿真平台人机接口架构，涉及核电技术领域，所解决的是提高仿真效果的技术问题。该架构包括信息网络、监控网络、模拟机网络、显示单元、数据处理单元、人机接口单元、通讯处理单元、盘台IO终端通讯模块；所述显示单元接入监控网络，包括中心显示模块、数显表模块、操纵员站显示器、安全显示器、工程师站显示器；所述数据处理单元包括应用服务器机组、操纵员工作站、工程师站、工程师维护站、教练员站、核电仿真模型计算机；所述人机接口单元包括盘台开关、键盘鼠标、轨迹球；所述通讯处理单元接入模拟机网络，单元中设有用于装载DCS虚拟控制器的多台接口服务器。本发明提供的架构，用于核电厂虚拟DCS仿真平台。

Description

核电虚拟DCS仿真平台人机接口架构

技术领域

本发明涉及核电技术，特别是涉及一种核电虚拟DCS仿真平台人机接口架构的技术。

背景技术

核电虚拟DCS仿真平台作为核电厂全范围模拟机仪控系统模型运行和建模的平台，用于解决数字化仪控系统模型的各阶段需求、建模方案等的实现。采用运行于Windows系统的虚拟DCS软控制器平台，实现半激励式仿真方案虚拟DPU技术。以保证核电厂操纵员在核电厂全范围模拟机上的培训与核电现场国产化仪控系统DCS平台人机操作上的一致。

目前核电厂全范围模拟机与核电厂数字化仪控系统采用的DCS平台存在很大差异，很难高逼真地反映操纵员在实际电厂的动作指令和操作习惯，其仿真效果较差。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种仿真效果好的核电虚拟DCS仿真平台人机接口架构。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种核电虚拟DCS仿真平台人机接口架构，其特征在于：包括信息网络、监控网络、模拟机网络、显示单元、数据处理单元、人机接口单元、通讯处理单元、盘台IO终端通讯模块；

所述显示单元接入监控网络，显示单元包括中心显示模块、数显表模块、操纵员站显示器、安全显示器、工程师站显示器；

所述中心显示模块包括主显示屏、管理信息显示屏、全厂数据显示屏；

所述数显表模块包括后备盘数显表、多样化驱动盘数显表；

所述数据处理单元包括应用服务器机组、操纵员工作站、工程师站、工程师维护站、教练员站，及用于核电厂仿真数学模型计算的核电仿真模型计算机；其中的应用服务器机组、操纵员工作站、工程师站分别接入模拟机网络，核电仿真模型计算机、工程师维护站、教练员站分别接入信息网络；

所述应用服务器机组包括数据库服务器、堆芯计算程序服务器、报警服务器、计算机化规程系统服务器、历史服务器、防病毒服务器、域控制器；

所述人机接口单元接入信息网络，人机接口单元包括盘台开关、键盘鼠标、轨迹球；

所述盘台开关包括后备盘开关、多样化驱动系统盘开关、安全盘台开关、切换开关、专用开关；

所述通讯处理单元接入信息网络，通讯处理单元中设有用于装载DCS虚拟控制器的多台接口服务器；

所述盘台IO终端通讯模块接入模拟机网络，各个盘台开关通过IO硬接线与盘台IO终端通讯模块互联。

本发明提供的核电虚拟DCS仿真平台人机接口架构，使用核电厂虚拟DCS控制器以及信息网、监控网和模拟机网络配置真实再现核电厂主控室的人机交互操作，具备逼真度高和培训效果好的特点。

附图说明

图1是本发明实施例的核电虚拟DCS仿真平台人机接口架构的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围，本发明中的顿号均表示和的关系。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种核电虚拟DCS仿真平台人机接口架构，其特征在于：包括信息网络N1、监控网络N2、模拟机网络N3、显示单元、数据处理单元、人机接口单元H1、通讯处理单元C、盘台IO终端通讯模块I；

所述显示单元接入监控网络N2，显示单元包括中心显示模块T1、数显表模块T2、操纵员站显示器T3、安全显示器T4、工程师站显示器T5；

所述中心显示模块包括主显示屏T11、管理信息显示屏T12、全厂数据显示屏T13；所述主显示屏由多台大屏幕显示器T111～T11n组成；

所述数显表模块包括后备盘数显表T21、多样化驱动盘数显表T22；

所述数据处理单元包括应用服务器机组G1～G7、操纵员工作站G8、工程师站G9、工程师维护站G11、教练员站G12，及用于核电厂仿真数学模型计算的核电仿真模型计算机G10；其中的应用服务器机组G1～G7、操纵员工作站G8、工程师站G9分别接入信息网络N1，核电仿真模型计算机G10、工程师维护站G11、教练员站G12分别接入模拟机网络N3；

所述应用服务器机组包括数据库服务器G1、堆芯计算程序服务器G2、报警服务器G3、计算机化规程系统服务器G4、历史服务器G5、防病毒服务器G6、域控制器G7；

所述人机接口单元包括盘台开关、键盘鼠标H2、轨迹球H3；

所述盘台开关包括后备盘开关H11、多样化驱动系统盘开关H12、安全盘台开关H13、切换开关H14、专用开关H15、H16；各个盘台开关H11～H16通过IO硬接线与盘台IO终端通讯模块I1～I6互联，

所述通讯处理单元C接入模拟机网络N3，通讯处理单元中设有用于装载DCS虚拟控制器的多台接口服务器，所述接口服务器用于虚拟DCS控制器数据指令的转换和传送，实现与仿真平台数据的交换。

所述盘台IO终端通讯模块接入模拟机网络N3，盘台IO终端通讯模块包括后备盘IO终端通讯模块I1、多样化驱动系统盘IO终端通讯模块I2、安全盘台IO终端通讯模块I3、切换开关IO终端通讯模块I4、专用开关IO终端通讯模块I5、I6。

本发明实施例中，所述显示系统设备T、数据处理单元G、人机接口设备H、通讯处理单元C、盘台IO终端通讯模块、信息网N1、监控网N2、模拟机网络N3均为现有技术。

本发明实施例中，所述信息网络N1用于收集来自数据处理单元的数据和信息，监控网络N2用于收集来自数据处理单元和通讯处理单元的全部数据并输出到显示单元上进行显示，模拟机网络N3用于收集核电仿真模型计算机G10、工程师维护站G11、教练员站G12、人机接口单元的全部数据和指令。

本发明实施例适用于采用虚拟DCS仿真模式的核电厂全范围模拟机，使用时操纵员通过教练员站G12发送操纵员操作指令，人机接口单元H1通过盘台IO终端通讯模块发送操纵员操作指令，数据处理单元中的核电仿真模型计算机G10接收到教练员站G12和人机接口单元H1的操作指令对核电厂仿真数学模型进行计算，生成模拟机核电厂各个工况运行下的工艺状态数据和控制逻辑输出。工艺状态数据分别送到显示单元中的中心显示模块T1、数显表模块T2、操纵员站显示器T3、安全显示器T4、工程师站显示器T5进行显示和监视，同时送到数据处理单元中的数据库服务器G1、堆芯计算程序服务器G2、报警服务器G3、计算机化规程系统服务器G4、历史服务器G5进行存储、报警等。

本发明实施例中所述的核电厂全范围模拟机是核电站工程建设关键设备。按照国际惯例和核电厂建设标准，每座新建核电厂至少应配备一台全范围模拟机，用于开展操纵员培训与执照考试，为操纵员、管理员提高运行管理技术水平提供安全可靠工具。核电厂全范围模拟机融合了反应堆工程、热能动力、电气、仪控、计算机、数字计算等诸多领域的高新技术。在本发明实施例中作为在虚拟DCS仿真平台的应用对象。

Claims (1)

1.一种核电虚拟DCS仿真平台人机接口架构，其特征在于：包括信息网络、监控网络、模拟机网络、显示单元、数据处理单元、人机接口单元、通讯处理单元、盘台IO终端通讯模块；

所述显示单元接入监控网络，显示单元包括中心显示模块、数显表模块、操纵员站显示器、安全显示器、工程师站显示器；

所述中心显示模块包括主显示屏、管理信息显示屏、全厂数据显示屏；

所述数显表模块包括后备盘数显表、多样化驱动盘数显表；

所述数据处理单元包括应用服务器机组、操纵员工作站、工程师站、工程师维护站、教练员站，及用于核电厂仿真数学模型计算的核电仿真模型计算机；其中的应用服务器机组、操纵员工作站、工程师站分别接入模拟机网络，核电仿真模型计算机、工程师维护站、教练员站分别接入信息网络；

所述应用服务器机组包括数据库服务器、堆芯计算程序服务器、报警服务器、计算机化规程系统服务器、历史服务器、防病毒服务器、域控制器；

所述人机接口单元包括盘台开关、键盘鼠标、轨迹球；

所述盘台开关包括后备盘开关、多样化驱动系统盘开关、安全盘台开关、切换开关、专用开关；

所述通讯处理单元接入信息网络，通讯处理单元中设有用于装载DCS虚拟控制器的多台接口服务器；

所述盘台IO终端通讯模块接入模拟机网络，各个盘台开关通过IO硬接线与盘台IO终端通讯模块互联。