CN110096012A - 核电设备驱动模块和具有辅助检测的核电设备驱动模块 - Google Patents
核电设备驱动模块和具有辅助检测的核电设备驱动模块 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了核电设备驱动模块和具有辅助检测的核电设备驱动模块,所述优先级辅助监测部包括数量同非门数量一致的异或门和一个检测与门;每个异或门都分别各自用于检测一位数据经一个非门前后的异同,所有异或门的输出结果都进入一个检测与门,通过观测检测与门的输出结果来查看优先级模块部是否正常;若检测与门的输出结果为逻辑“1”则视为优先级模块部的非门正常,若检测与门的输出结果为逻辑“0”则视为优先级模块部的非门异常。
Description
技术领域
本发明涉及核电技术领域,具体涉及核电厂安全级设备驱动模块系统。
背景技术
核电厂安全级仪控系统为核电厂反应堆提供保护手段及监控信息,以保证核电厂在所有正常、异常和事故工况下的安全运行。在核电厂安全级仪控系统中,安全级设备驱动模块是用于驱动专设安全设施及相关支持系统的泵、阀等设备。通常地,这些设备的驱动信号来自多个系统,为了防止信号之间的冲突导致驱动装置不能正确动作,安全级设备驱动模块不仅需要提供安全级仪控系统与被控设备的控制接口,还需要对不同系统的信号进行优先级处理。
同时,核电厂会采用定期试验来保证安全级设备驱动模块与被控设备之间的连接路径正常可靠,但是对于不同系统之间的优先级,如需要使用试验方式对优先级进行验证,则需要模拟多组的输入信号组合,使得试验极其繁琐。本发明创造了一项优先级辅助监测技术,避免了为了监测优先级而进行复杂试验,从而减轻了操作员负担,同时缩短了为进行试验而引起保护退出的时间,提高了安全级仪控系统的安全性、可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供核电厂安全级设备驱动模块,本发明适用于任何基于与门、非门搭建的安全级设备驱动模块。具备非常高的通用性,且采用硬件实现,可靠性高,虽然采用硬件实现,但结构并不复杂,易于实现。通过对设备优先级的实时判断监测,一定程度上提供了自动化的监测手段,提高了安全级仪控系统的安全性、可靠性。由于提供了连续监测,可以延长优先级逻辑的定期试验周期。
本发明的具体技术方案为:
具有辅助检测的核电设备驱动模块,
包括接收设备驱动指令的优先级模块部和监测优先级模块部的优先级辅助监测部;
其中优先级模块部选择优先级最高指令后输出至受控设备,优先级模块部为与门、或门、非门组成的硬逻辑电路;
所述优先级辅助监测部包括数量同非门数量一致的异或门和一个检测与门;每个异或门都分别各自用于检测一位数据经一个非门前后的异同,所有异或门的输出结果都进入一个检测与门,通过观测检测与门的输出结果来查看优先级模块部是否正常;若检测与门的输出结果为逻辑“1”则视为优先级模块部的非门正常,若检测与门的输出结果为逻辑“0”则视为优先级模块部的非门异常。
本发明结合了优先级控制原理,并且避免了使用复杂的算法逻辑来增加安全级设备驱动模块的复杂度,而是采用了最简单有效的方法对优先级进行监测。详细设计为:对于每一级的高优先级闭锁、低优先级的闭锁“非”门,分别取“非”门前后的两个信号,然后使用“异或”门逻辑监测两个信号是否一致,以保证“非”门的有效性。
通过优先级控制原理,可以看出,当“非”门与后面的“与”门同时有效时,则可以保证优先级的有效性,而“与”门是通过安全级设备驱动模块常规的T3试验进行保证。上述的“异或”门则保证了“非”门的有效性,两者结合起来则保证了多个系统信号间优先级的可靠性,并且没有增加额外的试验,仅增加了一个“异或”门逻辑,使用了最简单有效的方法填补了核电厂优先级辅助监测的空白。
其通用性体现在:均可使用到“同组指令中的开指令的优先级低于关指令的优先级”和“同组指令中的开指令的优先级与关指令的优先级不排级”等其他情形的任何具有“与”、“非”门搭建的安全级设备驱动模块中。
“同组指令中的开指令的优先级低于关指令的优先级”的安全级设备驱动模块为下例1:
例1:
设备驱动指令包括至少2组指令,每组指令分为关指令和开指令,同组指令中的开指令的优先级低于关指令的优先级,第n组指令的优先级低于第n-1组指令的优先级;硬逻辑电路输出为An和Bn,An和Bn满足以下逻辑运算公式:
A1=a1;
B1=(-a1)&b1;
An=An-1+[(-Bn-1)&an];
Bn=Bn-1+[(-An-1)&(-an)&bn];
其中,An为输出的优先级最高关指令,Bn为输出的优先级最高开指令,+表示或门,-表示非门,&表示与门,n大于等于2,a1表示第1组指令中的关指令,b1表示第1组指令中的开指令,an表示第n组指令中的关指令,bn表示第n组指令中的开指令。
当n为2时,所述设备驱动指令包括第1组指令和第2组指令,第1组指令分为a1和b1,第2组指令分为a2和b2,a1、a2为关指令,b1、b2为开指令,其优先级顺序从高到低依次为a1、b1、a2、b2;硬逻辑电路的输出为A2和B2,其中a1直接输出结果为A1,a1进入非门后输出-a1,-a1同b1进入与门后输出B1,B1进入非门后输出-B1,-B1同a2进入与门后输出P1,P1同A1进入或门后输出A2,A1进入非门后输出-A1,a2进入非门后输出-a2,-A1同-a2进入与门后输出P2,P2同b2进入与门后输出P3,P3同B1进入或门后输出B2。
所述设备驱动指令为核电厂仪控系统的设备驱动指令,该设备驱动指令包括核电厂主控室的自动命令、手动命令、紧急控制盘的命令、后备盘的命令、多样性系统的命令、设备上的就地控制命令。
“同组指令中的开指令的优先级与关指令的优先级不排级”的安全级设备驱动模块为下例2:
例2:
设备驱动指令包括至少2组指令,每组指令分为关指令和开指令,同组指令中的开指令的优先级与关指令的优先级不排级,第n组指令的优先级低于第n-1组指令的优先级;硬逻辑电路输出为An和Bn,An和Bn满足以下逻辑运算公式:
A1=a1;
B1=b1;
An=An-1+[((-bn-1)&(-bn-2)&...&(-b1))&an];
Bn=Bn-1+[((-an-1)&(-an-2)&...&(-a1))&bn];
其中,An为输出的优先级最高关指令,Bn为输出的优先级最高开指令,+表示或门,-表示非门,&表示与门,n大于等于2,a1表示第1组指令中的关指令,b1表示第1组指令中的开指令,an表示第n组指令中的关指令,bn表示第n组指令中的开指令。
当n为2时,所述设备驱动指令包括第1组指令和第2组指令,第1组指令分为a1和b1,第2组指令分为a2和b2,a1、a2为关指令,b1、b2为开指令,其优先级顺序为a1=b1>a2=b2;硬逻辑电路的输出为A2和B2,其中a1直接输出结果为A1,b1直接输出结果为B1,
a1进入非门后输出-a1,-a1同b2进入与门后输出P1,P1同B1进入或门后输出B2,
b1进入非门后输出-b1,-b1同a2进入与门后输出P2,P2同A1进入或门后输出A2。
述设备驱动指令为核电厂仪控系统的设备驱动指令,该设备驱动指令包括专设驱动系统指令ESFAS、紧急控制盘指令ECP、多样化驱动系统指令DAS、电站控制系统指令PLS。
核电设备驱动模块:包括接收设备驱动指令的优先级模块部,其中优先级模块部选择优先级最高指令后输出至受控设备,优先级模块部为与门、或门、非门组成的硬逻辑电路;设备驱动指令包括至少2组指令,每组指令分为关指令和开指令,同组指令中的开指令的优先级与关指令的优先级不排级,第n组指令的优先级低于第n-1组指令的优先级;硬逻辑电路输出为An和Bn,An和Bn满足以下逻辑运算公式:
A1=a1;
B1=b1;
An=An-1+[((-bn-1)&(-bn-2)&...&(-b1))&an];
Bn=Bn-1+[((-an-1)&(-an-2)&...&(-a1))&bn];
其中,An为输出的优先级最高关指令,Bn为输出的优先级最高开指令,+表示或门,-表示非门,&表示与门,n大于等于2,a1表示第1组指令中的关指令,b1表示第1组指令中的开指令,an表示第n组指令中的关指令,bn表示第n组指令中的开指令。
该核电设备驱动模块中,当n为2时,所述设备驱动指令包括第1组指令和第2组指令,第1组指令分为a1和b1,第2组指令分为a2和b2,a1、a2为关指令,b1、b2为开指令,其优先级顺序为a1=b1>a2=b2;硬逻辑电路的输出为A2和B2,其中a1直接输出结果为A1,b1直接输出结果为B1,
a1进入非门后输出-a1,-a1同b2进入与门后输出P1,P1同B1进入或门后输出B2,
b1进入非门后输出-b1,-b1同a2进入与门后输出P2,P2同A1进入或门后输出A2。
所述设备驱动指令为核电厂仪控系统的设备驱动指令,该设备驱动指令包括专设驱动系统指令ESFAS、紧急控制盘指令ECP、多样化驱动系统指令DAS、电站控制系统指令PLS。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:采用本发明后,不必再通过复杂的多组合试验的方法就能实现对核电厂安全级设备驱动模块的优先级辅助监测,缩短了必要的试验时间,提高了安全级仪控系统的安全性、可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1是本发明采用异或门辅助监测的原理图。
图2是例1的优先模块原理图。
图3是例1增加异或门辅助监测的原理图。
图4是例2的优先模块原理图。
图5是例2增加异或门辅助监测的原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例一
如图1-图5所示:
具有辅助检测的核电设备驱动模块,
包括接收设备驱动指令的优先级模块部和监测优先级模块部的优先级辅助监测部;
其中优先级模块部选择优先级最高指令后输出至受控设备,优先级模块部为与门、或门、非门组成的硬逻辑电路;
如图1所示,所述优先级辅助监测部包括数量同非门数量一致的异或门(XOR)和一个检测与门;每个异或门都分别各自用于检测一位数据经一个非门前后的异同,所有异或门的输出结果都进入一个检测与门,通过观测检测与门的输出结果来查看优先级模块部是否正常;若检测与门的输出结果为逻辑“1”则视为优先级模块部的非门正常,若检测与门的输出结果为逻辑“0”则视为优先级模块部的非门异常。
本发明结合了优先级控制原理,并且避免了使用复杂的算法逻辑来增加安全级设备驱动模块的复杂度,而是采用了最简单有效的方法对优先级进行监测。详细设计为:对于每一级的高优先级闭锁、低优先级的闭锁“非”门,分别取“非”门前后的两个信号,然后使用“异或”门逻辑监测两个信号是否一致,以保证“非”门的有效性。
通过优先级控制原理,可以看出,当“非”门与后面的“与”门同时有效时,则可以保证优先级的有效性,而“与”门是通过安全级设备驱动模块常规的T3试验进行保证。上述的“异或”门则保证了“非”门的有效性,两者结合起来则保证了多个系统信号间优先级的可靠性,并且没有增加额外的试验,仅增加了一个“异或”门逻辑,使用了最简单有效的方法填补了核电厂优先级辅助监测的空白。
其通用性体现在:均可使用到“同组指令中的开指令的优先级低于关指令的优先级”和“同组指令中的开指令的优先级与关指令的优先级不排级”等其他情形的任何具有“与”、“非”门搭建的安全级设备驱动模块中。
实施例二
“同组指令中的开指令的优先级低于关指令的优先级”的安全级设备驱动模块为下例1:
例1:如图2所示,设备驱动指令包括至少2组指令,每组指令分为关指令和开指令,同组指令中的开指令的优先级低于关指令的优先级,第n组指令的优先级低于第n-1组指令的优先级;硬逻辑电路输出为An和Bn,An和Bn满足以下逻辑运算公式:
A1=a1;
B1=(-a1)&b1;
An=An-1+[(-Bn-1)&an];
Bn=Bn-1+[(-An-1)&(-an)&bn];
其中,An为输出的优先级最高关指令,Bn为输出的优先级最高开指令,+表示或门,-表示非门,&表示与门,n大于等于2,a1表示第1组指令中的关指令,b1表示第1组指令中的开指令,an表示第n组指令中的关指令,bn表示第n组指令中的开指令。
如图2所示:当n为2时,所述设备驱动指令包括第1组指令和第2组指令,第1组指令分为a1和b1,第2组指令分为a2和b2,a1、a2为关指令,b1、b2为开指令,其优先级顺序从高到低依次为a1、b1、a2、b2;硬逻辑电路的输出为A2和B2,其中a1直接输出结果为A1,a1进入非门后输出-a1,-a1同b1进入与门后输出B1,B1进入非门后输出-B1,-B1同a2进入与门后输出P1,P1同A1进入或门后输出A2,A1进入非门后输出-A1,a2进入非门后输出-a2,-A1同-a2进入与门后输出P2,P2同b2进入与门后输出P3,P3同B1进入或门后输出B2。
所述设备驱动指令为核电厂仪控系统的设备驱动指令,该设备驱动指令包括核电厂主控室的自动命令、手动命令、紧急控制盘的命令、后备盘的命令、多样性系统的命令、设备上的就地控制命令。
在该例1中,我们设置有4个异或门,分别对应四个非门。
实施例三
“同组指令中的开指令的优先级与关指令的优先级不排级”的安全级设备驱动模块为下例2:
例2:
如图4所示,设备驱动指令包括至少2组指令,每组指令分为关指令和开指令,同组指令中的开指令的优先级与关指令的优先级不排级,第n组指令的优先级低于第n-1组指令的优先级;硬逻辑电路输出为An和Bn,An和Bn满足以下逻辑运算公式:
A1=a1;
B1=b1;
An=An-1+[((-bn-1)&(-bn-2)&...&(-b1))&an];
Bn=Bn-1+[((-an-1)&(-an-2)&...&(-a1))&bn];
其中,An为输出的优先级最高关指令,Bn为输出的优先级最高开指令,+表示或门,-表示非门,&表示与门,n大于等于2,a1表示第1组指令中的关指令,b1表示第1组指令中的开指令,an表示第n组指令中的关指令,bn表示第n组指令中的开指令。
当n为2时,所述设备驱动指令包括第1组指令和第2组指令,第1组指令分为a1和b1,第2组指令分为a2和b2,a1、a2为关指令,b1、b2为开指令,其优先级顺序为a1=b1>a2=b2;硬逻辑电路的输出为A2和B2,其中a1直接输出结果为A1,b1直接输出结果为B1,
a1进入非门后输出-a1,-a1同b2进入与门后输出P1,P1同B1进入或门后输出B2,
b1进入非门后输出-b1,-b1同a2进入与门后输出P2,P2同A1进入或门后输出A2。
述设备驱动指令为核电厂仪控系统的设备驱动指令,该设备驱动指令包括专设驱动系统指令ESFAS、紧急控制盘指令ECP、多样化驱动系统指令DAS、电站控制系统指令PLS。
如图5所示,在图中,设置有4组指令,其具有6个非门,因此我们设置有6个异或门。
实施例四
如图4所示,核电设备驱动模块:包括接收设备驱动指令的优先级模块部,其中优先级模块部选择优先级最高指令后输出至受控设备,优先级模块部为与门、或门、非门组成的硬逻辑电路;设备驱动指令包括至少2组指令,每组指令分为关指令和开指令,同组指令中的开指令的优先级与关指令的优先级不排级,第n组指令的优先级低于第n-1组指令的优先级;硬逻辑电路输出为An和Bn,An和Bn满足以下逻辑运算公式:
A1=a1;
B1=b1;
An=An-1+[((-bn-1)&(-bn-2)&...&(-b1))&an];
Bn=Bn-1+[((-an-1)&(-an-2)&...&(-a1))&bn];
其中,An为输出的优先级最高关指令,Bn为输出的优先级最高开指令,+表示或门,-表示非门,&表示与门,n大于等于2,a1表示第1组指令中的关指令,b1表示第1组指令中的开指令,an表示第n组指令中的关指令,bn表示第n组指令中的开指令。
如图4所示,当系统指令的open和close同时为“1”时,优先级管理模块直接输出“1”和“1”作为被驱动设备的控制指令。
当系统指令的open为“0”时和close为“0”时,优先级管理模块直接输出“0”和“0”作为被驱动设备的控制指令。
当系统指令的open为“1”时和close为“0”时,优先级管理模块直接输出“1”和“0”作为被驱动设备的控制指令。
当系统指令的open为“0”时和close为“1”时,优先级管理模块直接输出“0”和“1”作为被驱动设备的控制指令。
从上可以看出,本发明的优先逻辑是根据系统指令直接传达给被控设备的一种逻辑方式,因此,就地设备端能够更直接体现控制系统侧的指令状态,便于设备故障时的问题定位。
当n为2时,所述设备驱动指令包括第1组指令和第2组指令,第1组指令分为a1和b1,第2组指令分为a2和b2,a1、a2为关指令,b1、b2为开指令,其优先级顺序为a1=b1>a2=b2;硬逻辑电路的输出为A2和B2,其中a1直接输出结果为A1,b1直接输出结果为B1,
a1进入非门后输出-a1,-a1同b2进入与门后输出P1,P1同B1进入或门后输出B2,
b1进入非门后输出-b1,-b1同a2进入与门后输出P2,P2同A1进入或门后输出A2。
所述设备驱动指令为核电厂仪控系统的设备驱动指令,该设备驱动指令包括专设驱动系统指令ESFAS、紧急控制盘指令ECP、多样化驱动系统指令DAS、电站控制系统指令PLS。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.具有辅助检测的核电设备驱动模块,其特征在于:
包括接收设备驱动指令的优先级模块部和监测优先级模块部的优先级辅助监测部;
其中优先级模块部选择优先级最高指令后输出至受控设备,优先级模块部为与门、或门、非门组成的硬逻辑电路;
所述优先级辅助监测部包括数量同非门数量一致的异或门和一个检测与门;每个异或门都分别各自用于检测一位数据经一个非门前后的异同,所有异或门的输出结果都进入一个检测与门,通过观测检测与门的输出结果来查看优先级模块部是否正常;若检测与门的输出结果为逻辑“1”则视为优先级模块部的非门正常,若检测与门的输出结果为逻辑“0”则视为优先级模块部的非门异常。
2.根据权利要求1所述的具有辅助检测的核电设备驱动模块,其特征在于,设备驱动指令包括至少2组指令,每组指令分为关指令和开指令,同组指令中的开指令的优先级低于关指令的优先级,第n组指令的优先级低于第n-1组指令的优先级;硬逻辑电路输出为An和Bn,An和Bn满足以下逻辑运算公式:
A1=a1;
B1=(-a1)&b1;
An=An-1+[(-Bn-1)&an];
Bn=Bn-1+[(-An-1)&(-an)&bn];
其中,An为输出的优先级最高关指令,Bn为输出的优先级最高开指令,+表示或门,-表示非门,&表示与门,n大于等于2,a1表示第1组指令中的关指令,b1表示第1组指令中的开指令,an表示第n组指令中的关指令,bn表示第n组指令中的开指令。
3.根据权利要求2所述的具有辅助检测的核电设备驱动模块,其特征在于,当n为2时,所述设备驱动指令包括第1组指令和第2组指令,第1组指令分为a1和b1,第2组指令分为a2和b2,a1、a2为关指令,b1、b2为开指令,其优先级顺序从高到低依次为a1、b1、a2、b2;硬逻辑电路的输出为A2和B2,其中a1直接输出结果为A1,a1进入非门后输出-a1,-a1同b1进入与门后输出B1,B1进入非门后输出-B1,-B1同a2进入与门后输出P1,P1同A1进入或门后输出A2,A1进入非门后输出-A1,a2进入非门后输出-a2,-A1同-a2进入与门后输出P2,P2同b2进入与门后输出P3,P3同B1进入或门后输出B2。
4.根据权利要求2所述的具有辅助检测的核电设备驱动模块,其特征在于,所述设备驱动指令为核电厂仪控系统的设备驱动指令,该设备驱动指令包括核电厂主控室的自动命令、手动命令、紧急控制盘的命令、后备盘的命令、多样性系统的命令、设备上的就地控制命令。
5.根据权利要求1所述的具有辅助检测的核电设备驱动模块,其特征在于,设备驱动指令包括至少2组指令,每组指令分为关指令和开指令,同组指令中的开指令的优先级与关指令的优先级不排级,第n组指令的优先级低于第n-1组指令的优先级;硬逻辑电路输出为An和Bn,An和Bn满足以下逻辑运算公式:
A1=a1;
B1=b1;
An=An-1+[((-bn-1)&(-bn-2)&...&(-b1))&an];
Bn=Bn-1+[((-an-1)&(-an-2)&...&(-a1))&bn];
其中,An为输出的优先级最高关指令,Bn为输出的优先级最高开指令,+表示或门,-表示非门,&表示与门,n大于等于2,a1表示第1组指令中的关指令,b1表示第1组指令中的开指令,an表示第n组指令中的关指令,bn表示第n组指令中的开指令。
6.根据权利要求5所述的具有辅助检测的核电设备驱动模块,其特征在于,当n为2时,所述设备驱动指令包括第1组指令和第2组指令,第1组指令分为a1和b1,第2组指令分为a2和b2,a1、a2为关指令,b1、b2为开指令,其优先级顺序为a1=b1>a2=b2;硬逻辑电路的输出为A2和B2,其中a1直接输出结果为A1,b1直接输出结果为B1,
a1进入非门后输出-a1,-a1同b2进入与门后输出P1,P1同B1进入或门后输出B2,
b1进入非门后输出-b1,-b1同a2进入与门后输出P2,P2同A1进入或门后输出A2。
7.根据权利要求5所述的具有辅助检测的核电设备驱动模块,其特征在于,所述设备驱动指令为核电厂仪控系统的设备驱动指令,该设备驱动指令包括专设驱动系统指令ESFAS、紧急控制盘指令ECP、多样化驱动系统指令DAS、电站控制系统指令PLS。
8.核电设备驱动模块,其特征在于:包括接收设备驱动指令的优先级模块部,其中优先级模块部选择优先级最高指令后输出至受控设备,优先级模块部为与门、或门、非门组成的硬逻辑电路;设备驱动指令包括至少2组指令,每组指令分为关指令和开指令,同组指令中的开指令的优先级与关指令的优先级不排级,第n组指令的优先级低于第n-1组指令的优先级;硬逻辑电路输出为An和Bn,An和Bn满足以下逻辑运算公式:
A1=a1;
B1=b1;
An=An-1+[((-bn-1)&(-bn-2)&...&(-b1))&an];
Bn=Bn-1+[((-an-1)&(-an-2)&...&(-a1))&bn];
其中,An为输出的优先级最高关指令,Bn为输出的优先级最高开指令,+表示或门,-表示非门,&表示与门,n大于等于2,a1表示第1组指令中的关指令,b1表示第1组指令中的开指令,an表示第n组指令中的关指令,bn表示第n组指令中的开指令。
9.根据权利要求8所述的核电设备驱动模块,其特征在于:
当n为2时,所述设备驱动指令包括第1组指令和第2组指令,第1组指令分为a1和b1,第2组指令分为a2和b2,a1、a2为关指令,b1、b2为开指令,其优先级顺序为a1=b1>a2=b2;硬逻辑电路的输出为A2和B2,其中a1直接输出结果为A1,b1直接输出结果为B1,
a1进入非门后输出-a1,-a1同b2进入与门后输出P1,P1同B1进入或门后输出B2,
b1进入非门后输出-b1,-b1同a2进入与门后输出P2,P2同A1进入或门后输出A2。
10.根据权利要求8所述的核电设备驱动模块,其特征在于,所述设备驱动指令为核电厂仪控系统的设备驱动指令,该设备驱动指令包括专设驱动系统指令ESFAS、紧急控制盘指令ECP、多样化驱动系统指令DAS、电站控制系统指令PLS。
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