CN110570708A - 一种基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台 - Google Patents
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Abstract
本发明属于核电厂仪控检修技能竞赛技术领域，具体涉及一种基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台。DCS交换机分别与DCS工程师站、DCS信号仿真柜、DCS信号处理柜连接，DCS信号仿真柜分别与继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3连接，故障模拟继电器控制站分别与继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3连接，考官站和考生站通过无线网络与故障模拟继电器控制站连接。本发明可实现较复杂的仪控系统综合故障模拟，最大限度地模拟实际检修场景，进而实现不同层级的仪控检修技能培训和竞赛等用途。
Description
技术领域
本发明属于核电厂仪控检修技能竞赛技术领域，具体涉及一种基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台。
背景技术
检修技能竞赛是培养、提升、以及检验仪控检修技能最直接、有效的手段之一。通常核电厂仪控检修技能竞赛使用单个设备或部件开展，如仪表校验、气动阀门调校等，存在项目单一、检修场景模拟困难、故障点设置不便、考核点单一等问题，仅能考察考生某一方面的检修技能，较难考察考生的仪控系统综合故障分析及处理能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台，通过自动插入故障点，可实现较复杂的仪控系统综合故障模拟，最大限度地模拟实际检修场景，进而实现不同层级的仪控检修技能培训和竞赛等用途。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台，包括DCS工程师站、DCS交换机、DCS信号仿真柜、DCS信号处理柜、继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3、故障模拟继电器控制站、考官站和考生站；DCS交换机分别与DCS工程师站、DCS信号仿真柜、DCS信号处理柜连接，DCS信号仿真柜分别与继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3连接，故障模拟继电器控制站分别与继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3连接，考官站和考生站通过无线网络与故障模拟继电器控制站连接。
所述的DCS交换机通过光纤分别与DCS工程师站、DCS信号仿真柜、DCS信号处理柜连接。
所述的DCS信号仿真柜通过硬接线分别与继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3连接。
所述的故障模拟继电器控制站通过以太网双绞线分别与继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3连接。
所述的继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3内均布置有若干继电器、端子排、输入/输出模块。
所述的DCS信号仿真柜模拟产生现场仪表信号送入DCS信号处理柜与预先设置的定值进行阈值比较；阈值比较产生的阈值触发信号送入继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3；三个继电器机柜根据阈值触发信号产生相应的逻辑动作，产生反应堆紧急停堆信号和专设安全设施驱动信号；停堆信号和专设安全设施驱动信号送入DCS信号仿真柜；DCS信号仿真柜接收到的逻辑动作信号在DCS工程师站以图形画面形式显示；考官站向故障模拟继电器控制站发送故障模拟继电器控制命令；输入/输出模块接收到故障模拟继电器控制站发出的控制命令后，将其下发到相应继电器机柜中的继电器，使故障模拟继电器激励动作，实现故障点插入功能；考生站通过无线网络与考官站通讯，向考官站发送选题信息。
故障点类型1是信号短路故障，在三个继电器机柜内一个正常控制回路中并联一个故障模拟继电器常开触点回路，当故障模拟继电器激励后，故障模拟继电器常开触点闭合，模拟断开的正常控制回路在没有信号命令情况下控制回路意外闭合故障。
故障点类型2是回路间接线错误故障，在三个继电器机柜内两个正常控制回路中分别串联同一个故障模拟继电器的两个常开触点，当故障模拟继电器激励后，故障模拟继电器的两个常开触点闭合，模拟两个正常控制回路间接线错误故障。
故障点类型3是继电器常开常闭触点接错故障，在三个继电器机柜内正常控制回路中一个继电器触点上游或下游串联一副故障模拟继电器的常开常闭触点，当故障模拟继电器激励后，故障模拟继电器的常开触点闭合，模拟正常控制回路内继电器常开常闭触点接错故障。
故障点类型4是回路断线故障，在三个继电器机柜内正常控制回路中串联一个故障模拟继电器的常闭触点，当故障模拟继电器激励后，故障模拟继电器的常开触点闭合，模拟正常控制回路短线故障。
本发明所取得的有益效果为：
采用“继电器+DCS”搭建了简化版反应堆保护系统，模拟了典型的检修场景。保证了竞赛与现场实际工作相接近，竞赛结果直接体现出实际现场工作技能水平。
自动选题系统实现了无纸化考试，减少了考试准备工作量的同时也减少了纸张的浪费。
故障点自动设置和恢复，减少了考试准备工作、实现了故障点的灵活插入与撤销，提高了竞赛效率，实现了仪控复杂综合故障模拟功能。
附图说明
图1为本发明结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明所述基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台包括DCS工程师站、DCS交换机、DCS信号仿真柜、DCS信号处理柜、继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3、故障模拟继电器控制站、考官站和考生站。DCS交换机通过光纤分别与DCS工程师站、DCS信号仿真柜、DCS信号处理柜连接，通过通讯实现各部分信号传输。DCS信号仿真柜通过硬接线分别与继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3连接。故障模拟继电器控制站通过五类以太网双绞线分别与继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3连接。考官站和考生站通过无线网络与故障模拟继电器控制站连接。
继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3内均布置有若干继电器、端子排、输入/输出模块。
以反应堆保护系统紧急停堆功能和安注功能为对象，本平台采用“继电器+DCS”实现相应的逻辑功能。其中，参与反应堆保护紧急停堆功能和安注功能的仪表传感器、及紧急停堆对象-停堆断路器、安注对象-专设安全设施等现场仪表和驱动器由DCS机柜仿真。仪表阈值比较和保护逻辑处理分别在DCS机柜和继电器机柜中实现。DCS机柜通过网络交换机与DCS工程师站连接，DCS工程师站实现软件组态、信号仿真操作等功能。考评系统由分布于三台继电器机柜内的故障模拟继电器、继电器控制模块、笔记本电脑、以及考评软件系统组成。
DCS信号仿真柜模拟产生现场仪表信号送入DCS信号处理柜与预先设置的定值进行阈值比较；
阈值比较产生的阈值触发信号送入继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3；
三个继电器机柜根据阈值触发信号产生相应的逻辑动作，产生反应堆紧急停堆信号和专设安全设施驱动信号；
停堆信号和专设安全设施驱动信号送入DCS信号仿真柜；
DCS信号仿真柜接收到的逻辑动作信号在DCS工程师站以图形画面形式显示；
DCS工程师站通过光纤经DCS交换机与DCS信号仿真柜和DCS信号处理柜相连，实现信号仿真控制、逻辑动作信号画面显示等功能；
考官站安装有考试软件系统，通过无线网络与故障模拟继电器控制站通讯，向故障模拟继电器控制站发送故障模拟继电器控制命令；
故障模拟继电器控制站通过网线，采用modbus协议与三个继电器机柜内输入/输出模块通讯；
输入/输出模块接收到故障模拟继电器控制站发出的控制命令后，将其下发到相应继电器机柜中的继电器，使故障模拟继电器激励动作，实现故障点插入功能；
考生站安装有考试软件系统(客户端)，通过无线网络与考官站通讯，向考官站发送选题信息。
所述步骤i)中故障点插入功能具体为：
故障模拟通过在三个继电器机柜内正常回路中串联或者并联用于模拟故障的继电器触点实现，这些故障模拟的继电器通过上位机控制的输入/输出模块进行控制。所有用于故障模拟的输入/输出模块、继电器都布置在继电器机柜背部，正常逻辑回路设备布置在继电器机柜正面。考生在考试过程中只需要接触正常逻辑回路设备，不接触故障模拟相关的设备。因此，对于考生，故障模拟设备是不可见的。
主要有4种故障点类型：
所述故障点类型1是信号短路故障，在三个继电器机柜内一个正常控制回路中并联一个故障模拟继电器常开触点回路，当故障模拟继电器激励后，故障模拟继电器常开触点闭合，模拟断开的正常控制回路在没有信号命令情况下控制回路意外闭合故障。
所述故障点类型2是回路间接线错误故障，在三个继电器机柜内两个正常控制回路中分别串联同一个故障模拟继电器的两个常开触点，当故障模拟继电器激励后，故障模拟继电器的两个常开触点闭合，模拟两个正常控制回路间接线错误故障。
所述故障点类型3是继电器常开常闭触点接错故障，在三个继电器机柜内正常控制回路中一个继电器触点上游或下游串联一副故障模拟继电器的常开常闭触点，当故障模拟继电器激励后，故障模拟继电器的常开触点闭合，模拟正常控制回路内继电器常开常闭触点接错故障。
所述故障点类型4是回路断线故障，在三个继电器机柜内正常控制回路中串联一个故障模拟继电器的常闭触点，当故障模拟继电器激励后，故障模拟继电器的常开触点闭合，模拟正常控制回路短线故障。
本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合或材料，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。
Claims (10)
1.一种基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台，其特征在于：包括DCS工程师站、DCS交换机、DCS信号仿真柜、DCS信号处理柜、继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3、故障模拟继电器控制站、考官站和考生站；DCS交换机分别与DCS工程师站、DCS信号仿真柜、DCS信号处理柜连接，DCS信号仿真柜分别与继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3连接，故障模拟继电器控制站分别与继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3连接，考官站和考生站通过无线网络与故障模拟继电器控制站连接。
2.根据权利要求1所述的基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台，其特征在于：所述的DCS交换机通过光纤分别与DCS工程师站、DCS信号仿真柜、DCS信号处理柜连接。
3.根据权利要求1所述的基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台，其特征在于：所述的DCS信号仿真柜通过硬接线分别与继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3连接。
4.根据权利要求1所述的基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台，其特征在于：所述的故障模拟继电器控制站通过以太网双绞线分别与继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3连接。
5.根据权利要求1所述的基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台，其特征在于：所述的继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3内均布置有若干继电器、端子排、输入/输出模块。
6.根据权利要求5所述的基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台，其特征在于：所述的DCS信号仿真柜模拟产生现场仪表信号送入DCS信号处理柜与预先设置的定值进行阈值比较；阈值比较产生的阈值触发信号送入继电器机柜1、继电器机柜2、继电器机柜3；三个继电器机柜根据阈值触发信号产生相应的逻辑动作，产生反应堆紧急停堆信号和专设安全设施驱动信号；停堆信号和专设安全设施驱动信号送入DCS信号仿真柜；DCS信号仿真柜接收到的逻辑动作信号在DCS工程师站以图形画面形式显示；考官站向故障模拟继电器控制站发送故障模拟继电器控制命令；输入/输出模块接收到故障模拟继电器控制站发出的控制命令后，将其下发到相应继电器机柜中的继电器，使故障模拟继电器激励动作，实现故障点插入功能；考生站通过无线网络与考官站通讯，向考官站发送选题信息。
7.根据权利要求6所述的基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台，其特征在于：故障点类型1是信号短路故障，在三个继电器机柜内一个正常控制回路中并联一个故障模拟继电器常开触点回路，当故障模拟继电器激励后，故障模拟继电器常开触点闭合，模拟断开的正常控制回路在没有信号命令情况下控制回路意外闭合故障。
8.根据权利要求6所述的基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台，其特征在于：故障点类型2是回路间接线错误故障，在三个继电器机柜内两个正常控制回路中分别串联同一个故障模拟继电器的两个常开触点，当故障模拟继电器激励后，故障模拟继电器的两个常开触点闭合，模拟两个正常控制回路间接线错误故障。
9.根据权利要求6所述的基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台，其特征在于：故障点类型3是继电器常开常闭触点接错故障，在三个继电器机柜内正常控制回路中一个继电器触点上游或下游串联一副故障模拟继电器的常开常闭触点，当故障模拟继电器激励后，故障模拟继电器的常开触点闭合，模拟正常控制回路内继电器常开常闭触点接错故障。
10.根据权利要求6所述的基于反应堆保护系统的核电厂仪控检修技能竞赛平台，其特征在于：故障点类型4是回路断线故障，在三个继电器机柜内正常控制回路中串联一个故障模拟继电器的常闭触点，当故障模拟继电器激励后，故障模拟继电器的常开触点闭合，模拟正常控制回路短线故障。
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Legal Events
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