发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种核电厂励磁系统仿真系统及其创建方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种核电厂励磁系统仿真系统创建方法,包括:
获取核电厂励磁系统的功能数据;
根据所述核电厂励磁系统的功能数据进行分析,获得所述核电厂励磁系统的逻辑功能;
根据所述核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块;
对所述逻辑功能模块进行模块封装,生成所述核电厂励磁系统仿真系统。
本发明所述的核电厂励磁系统仿真系统创建方法中,所述功能数据包括:核电厂励磁系统功能数据、逻辑图资料数据、以及仿真平台发电机和励磁模块功能数据。
本发明所述的核电厂励磁系统仿真系统创建方法中,所述逻辑功能包括:启停逻辑功能、强制和调节选择逻辑功能、手动/自动选择逻辑功能、手动/自动调节逻辑功能、通道选择逻辑功能、以及增磁/减磁控制逻辑功能。
本发明所述的核电厂励磁系统仿真系统创建方法中,所述根据所述核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块包括:
根据所述核电厂励磁系统的启停逻辑功能,获取核电厂励磁系统的启停逻辑控制数据;
根据所述核电厂励磁系统的启停逻辑控制数据,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得启停逻辑功能模块。
本发明所述的核电厂励磁系统仿真系统创建方法中,所述根据所述核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块包括:
根据所述核电厂励磁系统的强制和调节选择逻辑功能,获得并网后励磁调节功能;
根据所述并网后励磁调节功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得强制和调节选择逻辑功能模块。
本发明所述的核电厂励磁系统仿真系统创建方法中,所述根据所述核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得所述逻辑功能模块包括:
根据所述核电厂励磁系统的手动/自动选择逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得手动/自动选择逻辑功能模块。
本发明所述的核电厂励磁系统仿真系统创建方法中,所述根据所述核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块包括:
根据所述核电厂励磁系统的手动/自动调节逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得手动/自动调节逻辑功能模块。
本发明所述的核电厂励磁系统仿真系统创建方法中,所述根据所述核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块包括:
根据所述核电厂励磁系统的通道选择逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得通道选择逻辑功能模块。
本发明所述的核电厂励磁系统仿真系统创建方法中,所述根据所述核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块包括:
根据所述核电厂励磁系统的增磁/减磁控制逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得增磁/减磁控制逻辑功能模块。
本发明还提供一种核电厂励磁系统仿真系统,所述核电厂励磁系统仿真系统使用以上所述方法创建。
实施本发明的核电厂励磁系统仿真系统创建方法,具有以下有益效果:包括:获取核电厂励磁系统的功能数据,并根据核电厂励磁系统的功能数据进行分析,获得核电厂励磁系统的逻辑功能;根据核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块;对逻辑功能模块进行模块封装,生成核电厂励磁系统仿真系统。该仿真系统集成了核电厂励磁系统的多种逻辑功能,不需要额外的逻辑辅助建模,提升核电厂全范围模拟机电气系统模型搭建及系统调试速度,明显缩减模型搭建及系统调试时间,大大减少了电气系统模型研发周期。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明通过将核电厂励磁系统控制需求和系统模块功能结合,解决了通道选择和控制、恒无功调节和恒功率因数调节选择和控制、强制励磁和退出解除功能等,集成了多种逻辑功能,不需要额外的逻辑辅助建模,进一步提升核电厂全范围模拟机电气系统模型搭建及系统调试速度,大大减少了电气系统模型研发周期。另外本发明还提升了核电厂全范围模拟机电气系统模型维护效率,便于运维工程师调试。优化了电气系统GEX系统画面,便于核电厂教员及操作员的操作培训和教学。
具体的,参考图1,图1为本发明实施例提供的核电厂励磁系统仿真系统创建方法的流程示意图。
如图1所示,该核电厂励磁系统仿真系统创建方法包括:
步骤S101、获取核电厂励磁系统的功能数据。
本发明实施例中,功能数据包括:核电厂励磁系统功能数据、逻辑图资料数据、以及仿真平台发电机和励磁模块功能数据。
具体的,核电厂励磁系统的系统功能数据和逻辑图相关资料数据可由厂家提供,其中,发电机和励磁模块功能数据可根据励磁系统的各个功能模块进行确定。
步骤S102、根据核电厂励磁系统的功能数据进行分析,获得核电厂励磁系统的逻辑功能。
具体的,一些实施例中,逻辑功能包括:启停逻辑功能、强制和调节选择逻辑功能、手动/自动选择逻辑功能、手动/自动调节逻辑功能、通道选择逻辑功能、以及增磁/减磁控制逻辑功能。
步骤S103、根据核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块。
一些实施例中,根据核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块包括:根据核电厂励磁系统的启停逻辑功能,获取核电厂励磁系统的启停逻辑控制数据;根据核电厂励磁系统的启停逻辑控制数据,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得启停逻辑功能模块。其中,核电厂励磁系统的启停逻辑控制数据包括但不限于励磁系统启动的条件、启停指令、故障跳闸信号和状态反馈信号。
一些实施例中,根据核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块包括:根据核电厂励磁系统的强制和调节选择逻辑功能,获得并网后励磁调节功能;根据并网后励磁调节功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得强制和调节选择逻辑功能模块。具体的,结合励磁系统本身的特性,在并网后选择励磁调节功能。其中,并网后励磁调节功能选择包括但不限于恒功率因数模式运行功能、恒无功模式运行。
一些实施例中,根据核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块包括:根据核电厂励磁系统的手动/自动选择逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得手动/自动选择逻辑功能模块。
一些实施例中,根据核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块包括:根据核电厂励磁系统的手动/自动调节逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得手动/自动调节逻辑功能模块。当完成该逻辑功能建模后,当励磁系统收到DCS画面的功能选择指令后,励磁系统通过该手动/自动调节逻辑功能模块与发电机模型进行对接,并控制发电机运行。
一些实施例中,根据核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块包括:根据核电厂励磁系统的通道选择逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得通道选择逻辑功能模块。具体的,励磁系统包括三个通道,其中,第一通道(CH1)和第二通道(CH2)功能完全相同,可以从自动通道切换到手动通道,通过DCS画面的切换指令可以互相切换,当CH1和CH2发生故障后,自动切换到第三通道(CH3)备用通道。
一些实施例中,根据核电厂励磁系统的逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得逻辑功能模块包括:根据核电厂励磁系统的增磁/减磁控制逻辑功能,在仿真支撑平台上进行逻辑建模,获得增磁/减磁控制逻辑功能模块。
步骤S104、对逻辑功能模块进行模块封装,生成核电厂励磁系统仿真系统。
本发明实施例中,可以利用仿真支撑平台的宏功能,对上述逻辑功能模块进行模块封装,进而生成核电厂励磁系统仿真系统。
一些实施例中,在某核电厂DCS画面励磁系统控制画面下,可以使用对点文件直接将DCS画面指令及状态反馈与该核电厂励磁系统仿真系统中的逻辑功能模块进行传输,实现励磁系统的功能控制。
进一步地,本发明还提供一种核电厂励磁系统仿真系统,其中,该核电厂励磁系统仿真系统使用本发明实施例公开的核电厂励磁系统仿真系统创建方法创建得到。
如图2所示,为本发明实施例提供的核电厂励磁系统仿真系统的启停逻辑功能模块的逻辑示意图。图2中,GEN_Speed表示:发电机转速;Speed_OK表示:转速合格;GEX100表示:励磁准备就绪;EXC_READY表示:励磁准备就绪;GEX328SY表示:励磁准备就绪;FCB_ON表示:励磁开关合闸;FCP_CMD_ON表示:励磁开关合闸指令;GEX327SY表示:励磁退出;EXC OFF表示:励磁退出;EXC_OFF_STATUS表示:励磁退出状态;EXC_Start_CMD表示:励磁启动指令;GEX314SY表示:启动励磁指令;REM_IO表示:远方控制;EXC_Stop_CMD表示:励磁停止指令;FCB_CLOSED表示:励磁开关合闸状态;GEX301S表示:励磁开关合闸状态;EXC_ON_STATUS表示:励磁启动状态;GEX326SY表示:励磁启动状态;GEN_TRIP表示:发电机跳闸;GEX400表示:强制励磁投入允许;Q DSCH表示:过励;Q<LIM表示:欠励;FCB_OFF_CMD表示:励磁开关闭合指令。
如图2所示,该启停逻辑功能模块包括一个RS触发器以及多个逻辑门。图中,GEN_Speed、Speed_OK、FCB_CMD_ON、EXC_Start_CMD、REM_IO、EXC_Stop_CMD表示接入的信号或者指令。如图2所示,当RS触发器的SET端的上一个逻辑门(与门)输出高电平信号时,RS触发器的SET端被触发,与其连接的下一个逻辑门(非门)接收到高电平信号并输出低电平信号,此时,GEX327SY励磁退出不启动。同时,RS触发器输出高电平信号至GEX326SY启动,励磁系统处于励磁启动状态。
如图3所示,为本发明实施例提供的核电厂励磁系统仿真系统的强制和调节选择逻辑功能模块的逻辑示意图。图3中,Q_CNTR_ON表示:恒无功模式选择;GEX335SY表示:恒无功模式选择;PF_CNTP_ON表示:恒功率因数选择;GEX334SY表示:恒功率因数选择;IMPD_CTRL_ON表示:强制励磁控制选择;GEX317SY表示:强制励磁控制选择;IMPD_CTRL_OFF表示:强制励磁控制退出;REM_IO表示:强制励磁控制退出;GEX_Q表示:发电机无功控制;GEX_PF表示:发电机功率因数控制;Control Local表示:就地控制;GEX301SY表示:励磁开关闭合状态;GEX328SY表示:励磁系统准备就绪;GEX310SY表示:发电机并网状态;MCB_COLSED表示:发电机并网状态;GEX_Q_MODE表示:无功模式选择;GEX330SY表示:恒无功模式;GEX329SY表示:恒功率因数;GEX_PF_MODE表示:发电机恒功率模式;IMPD_OFF_STATUS表示:强制励磁退出状态;GEX331SY表示:强制励磁退出;GEX332SY表示:强制励磁投入;IMPD_ON_STATUS表示:强制励磁投入状态;GEX400_Time表示:时间常数。
如图3所示,该强制和调节选择逻辑功能模块包括四个RS触发器以及多个逻辑门。图中,Q_CNTR_ON、PF_CNTP_ON、IMPD_CTRL_ON、IMPD_CTRL_OFF、REM_IO、MCB_COLSED等表示输入信号或者指令。如图3所示,当Q_CNTR_ON为高电信号时,GEX335SY(恒无功模式选择)选择,输出高电平信号至与其连接的RS触发器的SET端,该RS触发器的输出端输出高电平信号至与其连接的下一个逻辑门、及与其连接的GEX_Q和GEX_PF,此时,执行发电机无功控制和发电机机功率因素控制;反之,若当Q_CNTR_ON为低电信号时,GEX335SY(恒无功模式选择)不被选择,输出低电平信号至与其连接的RS触发器的RESET端,该RS触发器的输出端输出低电平信号至与其连接的下一个逻辑门、及与其连接的GEX_Q和GEX_PF,此时,发电机无功控制和发电机机功率因素控制未被触发选择。
同理,其他三个RS触发器与其相关的逻辑门也采用同样的原理进行强制和调节功能选择。从而使得GEX_Q_MODE被触发时,无功模式被选择;GEX330SY被触发时,启动强制励磁退出状态;GEX332SY被触发时,启动强制励磁投入状态。
如图4所示,为本发明实施例提供的核电厂励磁系统仿真系统的手动/自动选择逻辑功能模块的逻辑示意图。图4中,AUTO_ON_CMD表示:自动投入;GEX315SY表示:自动投入;AUTO_FLT表示:自动通道故障;TON表示:上升沿延时;TOF表示:下降沿延时;MAN_ON_CMD表示:手动指令;GEX316SY表示:手动指令。
如图4所示,该手动/自动选择逻辑功能模块包括两个RS触发器以及多个逻辑门。图中,AUTO_ON_CMD、AUTO_FLT、MAN_ON_CMD表示输入信号或者指令。如图4所示,当AUTO_ON_CMD被选择,则GEX315SY输出高电平信号至与其连接的RS触发器的SET端,该RS触发器的SET端被触发,(同时,与MAN_ON_CMD连接的RS触发器(第二个触发器)的RESET端被触发)RS触发器的输出端向与其连接的与门输出高电平信号,同时该与门上一个逻辑门输出的也是高电平信号,则该与门输出高电平信号至与其连接的下一个或门,该或门连接的上一个非门输出低电平信号,则该或者输出高电平信号,自动功能被触发选择,进入自动功能状态。同时,由于第二个RS触发器的RESET端被触发,手动功能被禁止。
进一步地,如图4所示,当MAN_ON_CMD被选择,则GEX316SY手动指令被触发,第二个RS触发器的SET端被触发,与该第二RS触发器连接的或门接收到高电平信号,该或门输出高电平至与其连接的与门,同时,与该与门连接的REM_IO输出高电平,与该与门连接的非门输出高电平(手动通道故障(MAN_FLT)未接收到指令,输出低电平至非门),因此,该与门输出高电平至与其连接的或门,手动功能被触发选择,进入手动功能状态。
如图5所示,为本发明实施例提供的核电厂励磁系统仿真系统的手动/自动调节逻辑功能模块的逻辑示意图。
如图5所示,该手动/自动调节逻辑功能模块包括多个逻辑门及相关的计算,如图中所示的包括但不限于求和运行、延时运算、脉冲等。如图5所示,EXC_OVER_FLT表示:过励;EXC_OVER_VOL表示:励磁过电压;Track表示:跟踪;EXC_IF表示:励磁电流;GEX320SY表示:自动手动平衡;A_M_BALANCE表示:自动手动平衡;MAN_RAISE_EXC表示:手动增磁;MAN_LOWER_EXC表示:手动减磁;GEX2346表示:励磁系统故障;GCB_STATE表示:发电机出口开关合闸;EXC_Track_mode表示:励磁跟踪模式;EXC_Track_Value表示:励磁跟踪值;EXC_Track_Vref表示:励磁跟踪电压标幺值;Q_PF_Esum表示:调节量;Q_SET_CON表示:无功模式;PF_SET_CON表示:功率因数模式;Manual表示:手动;AUTO_LOWER_EXC表示:低励;GCB_STATE表示:发电机出口开关合闸;GEN_E表示:发电机电动势;GEN_V表示:发电机机端电压。
如图5所示,当收到DCS发送的上述信号或者指令后,通过控制该手动/自动调节逻辑功能模块与发电机模型进行对接,并控制发电机运行,可实现手动/自动调节。
如图6所示,为本发明实施例提供的核电厂励磁系统仿真系统的通道选择逻辑功能模块的逻辑示意图。
图6中,Change OVER表示:通道切换指令;CH1_change_pulse表示:通道1切换脉冲;CH1_FLT表示:通道1故障;auto_FAULT CH1表示:自动通道1故障;Control Remate表示:远方控制;CH1_SEL_STATUS表示:通道1选择;CH1 FAULT表示:通道1故障。
如图6所示,励磁系统有三个通道可以进行选择,其中,通道1(CH1)和通道2(CH2)的功能完全相同,通过该通道选择逻辑功能模块可以从自动通道切换至手动通道,通过DCS发送的Change OVER互相切换。当CH1和CH2发生故障后,自动切换至CH3备用通道。
如图7所示,为本发明实施例提供的核电厂励磁系统仿真系统的增磁/减磁逻辑功能模块的逻辑示意图。
图7中,EXC_LOWER表示:减磁;EXC_RAISE表示:增磁;Invert表示:取反;Const表示:常数;GEX001GA表示:发电机模块名称GEX001GA;GEN_P表示:有功;GEN_Q表示:无功;Q_SET_CON表示:恒无功模式;PF_SET_CON表示:恒功率模式;GEN_PF表示:功率因数;Devi_PF表示:功率因数差值;Show_Circuit表示:短路。
如图7所示,通过DCS发送的信号或者指令,可以通过该增磁/减磁逻辑功能模块实现增磁/减磁功能。例如EXC_LOWER被触发,并结合该增磁/减磁逻辑功能模块可实现增磁功能。
如图8所示,为封装后的示意图。图8中AVR_IMPD表示:强制和调节选择逻辑功能模块;AVR_EXC_CTRL表示:启停控制功能模块;AVR_AUTO_MAN表示:手动/自动选择逻辑功能模块;CHANEL_CHANGE表示:通道选择逻辑功能模块;CONST_PF_CONTROL表示:增磁/减磁逻辑功能模块;AVR_A_M_REGULATE表示:手动/自动调节逻辑功能模块。
完成封装后,即可通过该仿真系统实现励磁系统的启停控制、强制和调节功能控制、手动/自动选择功能控制、手动/自动调节功能控制、通道选择功能控制、增磁/减磁功能控制等。
例如,在某核电厂DCS画面励磁系统控制画面下,可以使用对点文件直接将DCS画面指令及状态反馈与该仿真系统中的模块进行传输,实现励磁系统控制功能。
通过实施该核电厂励磁系统仿真系统,解决了通道选择和控制、恒无功调节和恒功率因数调节选择和控制、强制励磁和退出解除功能,同时,由于该仿真系统功能完整,不需要额外的逻辑辅助建模,进而进一步提升核电厂全范围模拟机电气系统模型搭建及系统调试速度,大大减少了电气系统模型研发周期。
另外,该仿真系统还可以提升核电厂全范围模拟机电气系统模型维护效率,便于运维人员调试;优化了电气系统GEX(励磁)系统画面,便于核电厂教员及操作员的操作培训和教学。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到,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、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施,并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰,均应属于本发明权利要求的涵盖范围。