CN108918954B - 一种核仪表测量系统中间量程信号处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于核电控制技术领域，提供了一种核仪表测量系统中间量程信号处理方法及系统，包括：获取电流的第一模拟分量和第二模拟分量，所述第一模拟分量为电流当前模拟分量值，所述第二模拟分量为一个周期前电流的模拟分量值；获取所述第一模拟分量与所述第二模拟分量的差值；若所述第二模拟分量小于预设的第一阈值，且所述差值大于等于预设的第二阈值，则增加电流模拟分量闭锁时长；其中，所述预设的第一阈值为中间量程下行理论切换值，所述预设的第二阈值为电流模拟分量变化阈值。通过本发明可以有效解决在中间量程切换时，出现尖峰电流扰动的问题。

Description

一种核仪表测量系统中间量程信号处理方法及系统

技术领域

本发明属于核电控制技术领域，尤其涉及一种核仪表测量系统中间量程信号处理方法及系统。

背景技术

在核仪表测量系统中，中间量程信号采用分段传输；通过电流采集处理板将中间量程的电流信号分成两部分，即I＝A*10B，其中A代表选定量程范围内的模拟量，为取值0-1毫安的电流信号，B代表量程编码，使用三位二进制码组合成的数字量表示量程的选择。

由于板件特性，处理模拟量信号和开关量信号的板件不同，导致两种信号传输到反应堆保护系统TXS不同步，信号可能存在偏差；核仪表测量系统的中间量程信号，进行量程切换以及软件运算过程均需要时间，若核反应堆保护系统TXS在存在信号偏差的时刻采集信号进行电流的计算，则出现电流的波动。

在进行量程切换时，代表电流值的模拟量先动作，而开关量仍保持在原来量级，导致电流出现异常波动；当电流逐渐减小，量程向下切换时，电流向上的异常波动，出现尖峰电流，该尖峰电流可能超过高通量反应堆紧急停堆保护阈值，导致反应堆紧急停堆。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种核仪表测量系统中间量程信号处理方法及系统，以解决现有技术中核仪表测量系统中间量程切换时，出现尖峰电流的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种核仪表测量系统中间量程信号处理方法，包括：

获取电流的第一模拟分量和第二模拟分量，所述第一模拟分量为电流当前模拟分量值，所述第二模拟分量为一个周期前电流的模拟分量值；

获取所述第一模拟分量与所述第二模拟分量的差值；

若所述第二模拟分量小于预设的第一阈值，且所述差值大于预设的第二阈值，则增加电流模拟分量闭锁一个周期时长；

其中，所述预设的第一阈值为中间量程下行理论切换值，所述预设的第二阈值为电流模拟分量变化阈值。

本发明实施例的第二方面提供了一种核仪表中间量程信号处理装置，包括：

数据采集单元，用于获取电流的第一模拟分量和第二模拟分量，所述第一模拟分量为电流当前模拟分量值，所述第二模拟分量为一个周期前电流的模拟分量值；

数据处理单元，用于获取所述第一模拟分量与所述第二模拟分量的差值；

信号控制单元，用于若所述第二模拟分量小于预设的第一阈值，且所述差值大于等于预设的第二阈值，则增加电流模拟分量闭锁一个周期时长；其中，所述预设的第一阈值为中间量程下行理论切换值，所述预设的第二阈值为电流模拟分量变化阈值。

本发明实施例的第三方面提供了一种核仪表测量系统，包括：中间量程信号处理装置、存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过获取核仪表测量系统中的电流当前模拟分量和一周前的模拟分量值，将一周期前的模拟分量与中间量程切换阈值比较，并将当前模拟分量、一周期前的模拟分量的差值与电流波动幅度阈值比较，若当前模拟分量小于中间量程切换阈值且差值大于等于电流波动幅度阈值，则增加电流模拟分量闭锁时长，避免出现电流异常波动而导致跳堆的现象，保证核电机组安全、稳定的运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的核仪表系统中间量程信号处理方法的实现流程示意图；

图2是本发明实施例提供的中间量程信号处理方法的逻辑简图；

图3是本发明实施例提供的核仪表中间量程信号处理装置的示意图；

图4是本发明实施例提供的核仪表测量系统的示意图。

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，以便透彻理解本发明实施例。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例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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参见图1，是本发明实施例提供的核仪表系统中间量程信号处理方法的实现流程示意图，该方法在机组核仪表测量系统中间量程下行切换时执行，并且在检测不到原闭锁逻辑的量程切换情况下使用该方法。

步骤S101，获取电流的第一模拟分量和第二模拟分量，所述第一模拟分量为电流当前模拟分量值，所述第二模拟分量为一个周期前电流的模拟分量值。

在本发明实施例中，中间量程的电流信号分为两部分进行传输，选定量程的模拟量和量程的编码值；所述的模拟量为4-20毫安的电流信号；所述的第一模拟分量为当前采集到的中间量程电流信号的模拟分量值，可以是不同量级的电流信号的模拟分量值，也可以是核仪表测量系统正常工作情况下的电流信号模拟分量值，还可以是发生电流突变时的当前电流信号模拟分量值；所述的第二模拟分量为一个周期前电流的模拟分量值，将电流模拟分量延时一个周期，获取一个周期前的电流的模拟分量值；其中，由于使用的安全级DCS系统的处理周期为50毫秒，因此设置一个周期的时间为50毫秒，若针对其他安全处理系统，也可以进行其他周期时间的设置。

步骤S102，获取所述第一模拟分量与所述第二模拟分量的差值。

在本发明实施例中，所述第一模拟分量为电流当前模拟分量值，所述第二模拟分量为延时一个周期获取的电流模拟分量值，通过当前模拟分量值与一个周期前的模拟分量值的比较，判断模拟分量是否发生突变情况。

步骤S103，若所述第二模拟分量小于预设的第一阈值，且所述差值大于预设的第二阈值，则增加电流模拟分量闭锁一个周期时长；

其中，所述预设的第一阈值为中间量程下行理论切换值，所述预设的第二阈值为电流模拟分量变化阈值。

在本发明实施例中，所述的第一阈值为中间量程每个量级下行理论切换值，其中，在核仪表测量系统正常的量程下行切换点为5.36毫安，根据反应堆保护系统TXS对电流的计算公式I＝(a-4)/16*10^b，(a为模拟量，取值4-20毫安；b为开关量)，对应的核仪表测量系统RPN的电流切换值为0.085毫安；考虑到存在一定的裕度，选取量程下行理论切换点，即第一阈值为5.6毫安，对应RPN系统的切换值为0.1毫安；当模拟分量逐渐下降低于5.6毫安，则判定为即将进行量程的切换。

另外，为了电流的正常波动，防止误闭锁，设置了第二阈值，所述的第二阈值为电流模拟分量变化阈值；电流模拟分量变化阈值关系到电流波动的幅度，过小可能会误闭锁正常的电流波动，过大超过中子通量高反应堆紧急跳闸RT定值时，则无法实现有效的闭锁；在RPN中间量程正常运行期间RT设定值不小于0.3毫安，对应4-20毫安的电流模拟量为8.8毫安，由于存在一定的裕度，选取第二阈值为3毫安。

若所述第二模拟分量小于第一阈值，例如第二模拟分量的值在5.48毫安，且检测到所述的差值大于电流模拟分量变化阈值，则判定电流发生突变，并且是由中间量程信号进行量程下行切换所引起，则进一步增加模拟分量的闭锁时长，所增加的时长为一个周期，50毫秒。

进一步的，若第二模拟分量小于预设的第一阈值，则进行中间量程的切换；在TXS系统软件中记录电流的情况，当电流逐渐减小，量程向下切换时，电流出现向上波动情况。

进一步的，在进行量程切换后，为了确保量程编码切换及传输的正确性，通过设定奇偶校验位，对电流量程编码进行偶校验，验证量程编码切换是否正确。

在本发明实施例中，量程编码采用三维二进制码组合成的数据表示量程的选择，进行量程编码的偶校验，即保证三维二进制码两两异或得到的结果为零，保证二进制码有偶数个1。

进一步的，在RPN中间量程由高量程向次量程切换时才增加模拟分量的闭锁时长，其它量级的切换都不增加闭锁的时长，例如若RPN中间量程电流信号由0.86E-4A下降到0.85E-4A期间，则进行量程的切换。

进一步的，若当前电流值大于0.05毫安，增加的电流模拟分量闭锁一个周期时长有效。

在本发明实施例中，增加的闭锁逻辑时长在中间量程的当前电流值大于0.05毫安的情况下生效，若当前电流值大于0.05毫安，并确认中间量程发生切换时，增加闭锁逻辑一个周期的时长，使电流输出保持上一个有效值，并持续一个周期的时间。

参见图2，是本发明实施例提供的中间量程信号处理方法的逻辑简图，如图所示获取电流值的模拟分量，取值范围为4-20毫安，分别采集经过一个周期Ta延时的模拟分量(即模拟分量的前一个周期值)和模拟分量的当前值，模拟分量处于低值并低于XU1阈值5.6毫安的模拟分量切换阈值，触发器动作输出逻辑1；当模拟分量的当前值与模拟分量的前一周期值的差超过XU2阈值3毫安，说明模拟量发生突变，触发器动作输出逻辑1；将上述两个结果经过逻辑与门，即上述两个条件均满足，则增加模拟分量闭锁逻辑时长。

通过本发明实施例，根据模拟分量的突变，识别RPN系统中间量程是否发生切换，并且在系统检索不到闭锁逻辑时，以及在高量程向次高量程切换时，增加模拟分量的闭锁时长，避免了电流信号在量程切换时出现尖峰电流扰动的影响，解决了核电机组启停过程中误跳堆的缺陷，确保了核电机组安全、稳定的运行。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

参见图3，是本发明实施例提供核仪表测量系统中间量程信号处理装置的示意框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

所述装置包括：

数据采集单元31，用于获取电流的第一模拟分量和第二模拟分量，所述第一模拟分量为电流当前模拟分量值，所述第二模拟分量为一个周期前电流的模拟分量值；

数据处理单元32，用于获取所述第一模拟分量与所述第二模拟分量的差值；

信号控制单元33，用于若所述第二模拟分量小于预设的第一阈值，且所述差值大于等于预设的第二阈值，则增加电流模拟分量闭锁一个周期时长；其中，所述预设的第一阈值为量程切换阈值，所述预设的第二阈值为电流波动幅度阈值。

进一步的，所述信号控制单元包括：

中间量程切换模块，用于若第二模拟分量小于预设的第一阈值，则进行中间量程的切换。

进一步的，所述信号控制单元包括：

验证模块，用于通过设定奇偶校验位，对电流量程编码进行偶校验，验证量程编码切换是否正确。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述移动终端的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述移动终端中模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

图4是本发明一实施例提供的核仪表测量系统的示意图。如图4所示，该实施例的核仪表测量系统4包括：中间量程信号处理装置、处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42。所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各个核仪表测量系统中间量程信号处理方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至103。

所述核仪表测量系统可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是核仪表测量系统4的示例，并不构成对核仪表测量系统4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述核仪表测量系统还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核仪表测量系统中间量程信号处理方法，其特征在于，包括：

获取电流的第一模拟分量和第二模拟分量，所述第一模拟分量为电流当前模拟分量值，所述第二模拟分量为一个周期前电流的模拟分量值；

获取所述第一模拟分量与所述第二模拟分量的差值；

若所述第二模拟分量小于预设的第一阈值，且所述差值大于预设的第二阈值，则增加电流模拟分量闭锁一个周期时长；

其中，所述预设的第一阈值为中间量程下行理论切换值，所述预设的第二阈值为电流模拟分量变化阈值，所述中间量程下行理论切换值根据所述核仪表测量系统正常的量程下行切换点结合反应堆保护系统TXS对电流的计算公式I＝(a-4)/16*10^b，以及预设的裕度得出，所述计算公式中a为模拟量，b为开关量。

2.如权利要求1所述的核仪表测量系统中间量程信号处理方法，其特征在于，所述若所述第二模拟分量小于预设的第一阈值，且所述差值大于等于预设的第二阈值，则增加电流模拟分量闭锁一个周期时长的步骤，包括：

若第二模拟分量小于预设的第一阈值，则进行中间量程的切换。

3.如权利要求2所述的核仪表测量系统中间量程信号处理方法，其特征在于，所述若第二模拟分量小于预设的第一阈值，则进行中间量程的切换的步骤，包括：

通过设定奇偶校验位，对电流量程编码进行偶校验，验证量程编码切换是否正确。

4.如权利要求2所述的核仪表测量系统中间量程信号处理方法，其特征在于，所述若第二模拟分量小于预设的第一阈值，则进行中间量程的切换的具体步骤，包括：

由高量级向次量级进行量程切换。

5.如权利要求1所述的核仪表测量系统中间量程信号处理方法，其特征在于，所述若所述第二模拟分量小于预设的第一阈值，且所述差值大于预设的第二阈值，则增加电流模拟分量闭锁一个周期时长，包括：

若当前电流值大于0.05毫安，增加的电流模拟分量闭锁一个周期时长有效。

6.一种核仪表测量系统中间量程信号处理装置，其特征在于，包括：

数据采集单元，用于获取电流的第一模拟分量和第二模拟分量，所述第一模拟分量为电流当前模拟分量值，所述第二模拟分量为一个周期前电流的模拟分量值；

数据处理单元，用于获取所述第一模拟分量与所述第二模拟分量的差值；

信号控制单元，用于若所述第二模拟分量小于预设的第一阈值，且所述差值大于等于预设的第二阈值，则增加电流模拟分量闭锁一个周期时长；其中，所述预设的第一阈值为量程切换阈值，所述预设的第二阈值为电流波动幅度阈值，所述中间量程下行理论切换值根据所述核仪表测量系统正常的量程下行切换点结合反应堆保护系统TXS对电流的计算公式I＝(a-4)/16*10^b，以及预设的裕度得出，所述计算公式中a为模拟量，b为开关量。

7.如权利要求6所述的核仪表测量系统中间量程信号处理装置，其特征在于，所述信号控制单元包括：

中间量程切换模块，用于若第二模拟分量小于预设的第一阈值，则进行中间量程的切换。

8.如权利要求6所述的核仪表测量系统中间量程信号处理装置，其特征在于，所述信号控制单元包括：

验证模块，用于通过设定奇偶校验位，对电流量程编码进行偶校验，验证量程编码切换是否正确。

9.一种核仪表测量系统，包括：中间量程信号处理装置、存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。

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