CN108880513A - 一种设备优先级控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种设备优先级控制系统，所述系统包括功能相同的设备A和设备B，所述设备A和设备B并联；所述系统还包括第一开关模块、第二开关模块、第一或门电路、第二或门电路、第一与门电路、第二与门电路、第三与门电路、第一时间继电器、第二时间继电器和RS触发器。本发明系统通过继电器实现对核电厂系统中并联的、功能相同的两列设备的优先级控制，元器件简单、固有可靠性高；系统对设备的优先级控制无需控制器，实现成本低；可在运行设备故障或系统工艺参数不满足要求时自动投运备用设备；系统逻辑设计巧妙，对设备优先级的实现不会影响设备的试验需求，相同功能的设备做试验互不干扰。

Description

一种设备优先级控制系统

技术领域

本发明涉及设备控制技术领域，具体涉及一种设备优先级控制系统。

背景技术

核电厂系统常设置并联的、功能相同的两台设备，采用一用一备的运行方式，即正常运行时，其中一台设备投运，另一台备用。当运行的设备不能满足系统工艺参数要求或发生故障时，投运备用设备。

现有技术采用以下几种方式进行备用设备的切换投运：

1）采用手动切换的方式对系统中并联的、相同功能设备进行控制，即手动选择一台设备优先启动，当系统工艺参数不满足要求时，手动投运备用设备。手动切换的方式无法实现设备优先级的自动控制，在某些运行状态下，手动切换可能延误，对系统造成不可逆的损害，此外，在应急柴油机启动后需重新加载时，也无法根据优先级自动加载。

2）采用互锁的方式实现系统中并联的、相同功能设备的优先级控制，即当接收到启动命令时，两台设备竞争启动，一台设备启动后闭锁另一台设备。采用互锁的方式，当系统工艺参数不满足要求或在运设备故障时，备用设备可能无法启动，对系统造成不可逆的损害。

3）控制系统设置了冗余设备顺序号操作面板，可通过手动改变冗余设备顺序号改变设备的起动顺序。对于具有M台冗余设备系统，控制系统初始化时，由切换块T1将M设备顺序号赋值为默认值A1。对优先级控制的实现需要运用控制器，可靠性不如继电器，且用于核电厂系统的安全级控制器非常昂贵，不利于核电厂的经济性。

发明内容

本发明旨在在至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，提出一种设备优先级控制系统，通过继电器实现核电厂系统中并联的、相同功能设备的优先级控制，同时可满足设备试验需求。

为了实现本发明目的，本发明实施例提供一种设备优先级控制系统，所述系统包括功能相同的设备A和设备B，所述设备A和设备B并联；所述系统还包括第一开关模块、第二开关模块、第一或门电路、第二或门电路、第一与门电路、第二与门电路、第三与门电路、第一时间继电器、第二时间继电器和RS触发器；

其中，所述设备A的输入端连接第一信号开关的输出端，所述第一开关模块的输出端一路输出停运信号至所述第一信号开关以控制设备A停运，所述第一开关模块的输出端另一路输出启动信号至所述第一或门电路的输入端；所述第一或门电路的输入端还连接所述第一时间继电器的输出端和所述第一与门电路的输出端；所述第一或门电路的输出端连接所述第一信号开关的输入端以输出启动信号控制设备A启动；

其中，所述设备B的输入端连接第二信号开关的输出端，所述第二开关模块的输出端一路输出停运信号至所述第二信号开关以控制设备B停运，所述第二开关模块的输出端另一路输出启动信号至所述第二或门电路的输入端；所述第二或门电路的输入端还连接所述第二时间继电器的输出端和所述第二与门电路的输出端；所述第二或门电路的输出端连接所述第二信号开关的输入端以输出启动信号控制设备B启动；

其中，所述第一与门电路的一个输入端、第二与门电路的一个输入端、第一时间继电器的输入端和第二时间继电器的输入端均接收一个工艺参数输入信号，用于控制所述第一时间继电器和第二时间继电器输出高电平；

其中，所述第一与门电路的另一个输入端连接RS触发器的R输出端，第二与门电路的另一个输入端连接RS触发器的S输出端；所述RS触发器的R输入端连接第二开关模块的输出停运信号的输出端，所述RS触发器的S输入端连接所述第三与门电路的输出端，所述第三与门电路的输入端一路连接所述第二开关模块的输出停运信号的输出端，所述第三与门电路的输入端一路连接第二与门电路的输出端，所述第三与门电路输入端的另一路输入一个所述设备B的运行状态信号。

在某一实施例中，所述系统还包括第四与门电路和第五与门电路；所述第四与门电路输入端分别连接所述RS触发器的R输出端和一个应急柴油发电机加载命令信号，所述第四与门电路输出端连接所述第一或门电路的输入端；所述第五与门电路输入端分别连接所述RS触发器的S输出端和一个应急柴油发电机加载命令信号，所述第五与门电路输出端连接所述第二或门电路的输入端。

在某一实施例中，所述第一开关模块为按键式开关模块，其上设置有停止、启动和自动三个按键，分别用于停止、启动和自动运行设备A。

在某一实施例中，所述第二开关模块为按键式开关模块，其上设置有停止、启动和自动三个按键，分别用于停止、启动和自动运行设备B。

与现有技术相比，实施本发明的一种设备优先级控制系统具有以下有益效果：

1．本发明实施例通过继电器实现对核电厂系统中并联的、功能相同的两列设备的优先级控制，元器件简单、固有可靠性高；

2．本发明实施例对设备的优先级控制无需控制器，实现成本低；传统核电厂用安全级控制器成本高，且工程实践经验表明，控制器的失效率高于继电器。本发明中继电器的选用符合核电厂的相关标准，能保证其可靠性，同时具备成本低的优势；

3．本发明实施例可在运行设备故障或系统工艺参数不满足要求时自动投运备用设备；

4．本发明实施例中逻辑设计巧妙，对设备优先级的实现不会影响设备的试验需求，相同功能的设备做试验互不干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例优先级控制系统逻辑电路示意图；

图2为本发明另一实施例优先级控制系统逻辑电路示意图。

图中，设备A-1，设备B-2，第一开关模块-3，第二开关模块-4，第一或门电路-5，第二或门电路-6，第一与门电路-7，第二与门电路-8，第三与门电路-9，第一时间继电器-10，第二时间继电器-11，RS触发器-12，第一信号开关13，第二信号开关14，第四与门电路15，第五与门电路16。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明实施方式。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施方式结合附图来进行说明。

如图1所示为本发明一实施例提供的一种设备优先级控制系统电路示意图，其中，所述系统包括功能相同的设备A1和设备B2，所述设备A1和设备B2并联；所述系统还包括第一开关模块3、第二开关模块4、第一或门电路5、第二或门电路6、第一与门电路7、第二与门电路8、第三与门电路9、第一时间继电器10、第二时间继电器11和RS触发器12；

本实施例中，所述设备A1的输入端连接第一信号开关13的输出端，所述第一开关模块3的输出端一路输出停运信号至所述第一信号开关13以控制设备A1停运，所述第一开关模块3的输出端另一路输出启动信号至所述第一或门电路5的输入端；所述第一或门电路5的输入端还连接所述第一时间继电器10的输出端和所述第一与门电路7的输出端；所述第一或门电路5的输出端连接所述第一信号开关13的输入端以输出启动信号控制设备A1启动；

本实施例中，所述设备B2的输入端连接第二信号开关14的输出端，所述第二开关模块4的输出端一路输出停运信号至所述第二信号开关14以控制设备B2停运，所述第二开关模块4的输出端另一路输出启动信号至所述第二或门电路6的输入端；所述第二或门电路6的输入端还连接所述第二时间继电器11的输出端和所述第二与门电路8的输出端；所述第二或门电路6的输出端连接所述第二信号开关14的输入端以输出启动信号控制设备B2启动；

本实施例中，所述第一与门电路7的一个输入端、第二与门电路8的一个输入端、第一时间继电器10的输入端和第二时间继电器11的输入端均接收一个工艺参数输入信号，用于控制所述第一时间继电器10和第二时间继电器11输出高电平；

本实施例中，所述第一与门电路7的另一个输入端连接RS触发器12的R输出端，第二与门电路8的另一个输入端连接RS触发器12的S输出端；所述RS触发器12的R输入端连接第二开关模块4的输出停运信号的输出端，所述RS触发器12的S输入端连接所述第三与门电路9的输出端，所述第三与门电路9的输入端一路连接所述第二开关模块4的输出停运信号的输出端，所述第三与门电路9的输入端一路连接第二与门电路8的输出端，所述第三与门电路9输入端的另一路输入一个所述设备B2的运行状态信号，因此RS触发器12起设备B2运行记忆的作用，即当设备B2正常成功启动（自动或手动）后，S端输出为1、R端输出为0并保持不变，仅当手动停运设备B2后，RS触发器12触发翻转。

其中，可以理解的是，RS触发器12为本领域技术人员熟知的一种技术，因此，RS触发器12的电路结构在本发明实施例中不做详述。

进一步地，所述第一开关模块3为按键式开关模块，其上设置有停止、启动和自动三个按键，分别用于停止、启动和自动运行设备A1。其中设备A1的启动方式为手动或自动，对应启动和自动按键，停运方式为手动，对应停止按键。

进一步地，所述第二开关模块4为按键式开关模块，其上设置有停止、启动和自动三个按键，分别用于停止、启动和自动运行设备B2。其中设备B2的启动方式为手动或自动，对应启动和自动按键，停运方式为手动，对应停止按键。

下面分三种情形说明具体介绍本发明实施例的系统是如何实现设备的优先级控制的：

（1）设备A1、设备B2均未投运

由于设备B2处于停运状态，故RS触发器12R端输出为1，S端输出为0，若此时系统工艺参数如温度、压力、流量等不满足运行要求，则设备A1优先启动，经过时间t后，若工艺参数仍不满足要求，方启动设备B2；

（2）设备A1在运，设备B2停运

由于设备B2处于停运状态，故RS触发器12R端输出为1，S端输出为0，若此时系统工艺参数不满足要求，需经过时间t后才启动设备B2；

（3）设备A1停运，设备B2在运行中

由于设备B2在运行中，故RS触发器12S端输出为1，R端输出为0，若此时系统工艺参数不满足要求，需经过时间t后才启动设备A1。

通过以上描述可知，本发明实施例系统通过继电器实现对核电厂系统中并联的、功能相同的两列设备的优先级控制，元器件简单、固有可靠性高；根据国家标准GB/T15510-2008《控制用电磁继电器可靠性试验通则》，控制用电磁继电器可靠性按最大失效率分为四个等级，其中最低等级的最大失效率为3×10^-5/10次，最高等级的最大失效率为1×10^-7/10次，继电器固有的可靠性较高。本发明应用于核电厂设备的控制，继电器的标准更加严苛，失效率将比国标中可靠性等级最高的继电器更低。其次，本发明实施例系统对设备的优先级控制无需控制器，实现成本低；现有技术中核电厂用安全级控制器成本高，且工程实践经验表明，控制器的失效率高于继电器。本发明实施例中继电器的选用符合核电厂的相关标准，能保证其可靠性，同时具备成本低的优势。再者，本发明实施例可在运行设备故障或系统工艺参数不满足要求时自动投运备用设备；系统逻辑设计巧妙，对设备优先级的实现不会影响设备的试验需求，相同功能的设备做试验互不干扰。

其他控制需求说明：

（1）设备试验

当需要对设备进行试验，验证其能否自动启动时，可分两步进行。

首先验证设备A1，试验前将两设备均停运，模拟工艺参数不满足信号，则设备A1应即时启动；再验证设备B2，试验前拉出设备A1电源开关，模拟工艺参数不满足信号，则设备B2应在时间t后启动。

（2）丧失厂外电源启动应急柴油发电机后重新加载

根据本发明另一实施例，如图2所示，所述设备优先级控制系统还包括第四与门电路15和第五与门电路16；所述第四与门电路15输入端分别连接所述RS触发器12的R输出端和一个应急柴油发电机加载命令信号，所述第四与门电路15输出端连接所述第一或门电路5的输入端；所述第五与门电路16输入端分别连接所述RS触发器12的S输出端和一个应急柴油发电机加载命令信号，所述第五与门电路16输出端连接所述第二或门电路6的输入端。

其中，核电厂在发生丧失厂外电源事故后，应急柴油发电机会自动启动，为核电厂系统设备供电，以保证反应堆堆芯的冷却。应急柴油发电机启动后，会自动执行加载程序，按重要性顺序依次启动部分设备，以防止柴油机加载过快而停运或损坏，影响核安全。

本实施例将所述设备优先级控制系统应用于应急柴油发电机启动后重新加载的设备控制，将重新加载命令与RS触发器12的输出做“与”的逻辑处理，由于RS触发器12具有运行记忆的作用，故重新加载时将优先启动断电前在运的设备。因此，本发明实施例还可满足设备试验的需求，同时可满足应急柴油机启动后重新加载的需求，当重新加载命令发出后，优先启动卸载前在运的设备。

综上，本发明实现了系统中并联的、相同功能设备的优先级控制，在系统工艺参数不满足要求时，能自动投运备用设备。

本发明实施方式中系统中未展开的部分，可参考以上实施方式的系统的对应部分，在此不再详细展开。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种设备优先级控制系统，其特征在于，所述系统包括功能相同的设备A和设备B，所述设备A和设备B并联；所述系统还包括第一开关模块、第二开关模块、第一或门电路、第二或门电路、第一与门电路、第二与门电路、第三与门电路、第一时间继电器、第二时间继电器和RS触发器；

其中，所述设备A的输入端连接第一信号开关的输出端，所述第一开关模块的输出端一路输出停运信号至所述第一信号开关以控制设备A停运，所述第一开关模块的输出端另一路输出启动信号至所述第一或门电路的输入端；所述第一或门电路的输入端还分别连接所述第一时间继电器的输出端和所述第一与门电路的输出端；所述第一或门电路的输出端连接所述第一信号开关的输入端以输出启动信号控制设备A启动；

其中，所述设备B的输入端连接第二信号开关的输出端，所述第二开关模块的输出端一路输出停运信号至所述第二信号开关以控制设备B停运，所述第二开关模块的输出端另一路输出启动信号至所述第二或门电路的输入端；所述第二或门电路的输入端还分别连接所述第二时间继电器的输出端和所述第二与门电路的输出端；所述第二或门电路的输出端连接所述第二信号开关的输入端以输出启动信号控制设备B启动；

其中，所述第一与门电路的一个输入端、第二与门电路的一个输入端、第一时间继电器的输入端和第二时间继电器的输入端均接收一个工艺参数输入信号，用于控制所述第一时间继电器和第二时间继电器输出高电平；

其中，所述第一与门电路的另一个输入端连接RS触发器的R输出端，第二与门电路的另一个输入端连接RS触发器的S输出端；所述RS触发器的R输入端连接第二开关模块的输出停运信号的输出端，所述RS触发器的S输入端连接所述第三与门电路的输出端，所述第三与门电路的输入端一路连接所述第二开关模块的输出停运信号的输出端，所述第三与门电路的输入端一路连接第二与门电路的输出端，所述第三与门电路输入端的另一路输入一个所述设备B的运行状态信号。

2.根据权利要求1所述的一种设备优先级控制系统，其特征在于，所述系统还包括第四与门电路和第五与门电路；所述第四与门电路输入端分别连接所述RS触发器的R输出端和一个应急柴油发电机加载命令信号，所述第四与门电路输出端连接所述第一或门电路的输入端；所述第五与门电路输入端分别连接所述RS触发器的S输出端和一个应急柴油发电机加载命令信号，所述第五与门电路输出端连接所述第二或门电路的输入端。

3.根据权利要求1或2所述的一种设备优先级控制系统，其特征在于，所述第一开关模块为按键式开关模块，其上设置有停止、启动和自动三个按键，分别用于停止、启动和自动运行设备A。

4.根据权利要求1或2所述的一种设备优先级控制系统，其特征在于，所述第二开关模块为按键式开关模块，其上设置有停止、启动和自动三个按键，分别用于停止、启动和自动运行设备B。