CN1134023C - 用于单独地控制发电设备的致动器的装置 - Google Patents

Abstract

用于单独地控制发电设备中的致动器(1)的装置，该发电设备的致动器通过包括在总控制系统中的程控的单独控制器(2)受到控制，总控制系统使操作者可从主控制室(12)，或者必要时从后备控制室(14)控制该设备，主控制室及后备控制室均装备有可手动驱动的控制件(13)，可手动驱动的控制件(13)使得能够单独地作用于致动器的控制器。每个手动控制件通过沿相对方向操作的两个串行数据链路与致动器的控制器单独连接。

Description

用于单独地控制发电设备的致动器的装置

技术领域

本发明涉及用于单独地控制发电设备的致动器，尤其是核电站的致动器的装置。

背景技术

当发电设备的致动器执行重要功能时，已知为了保证可靠，致动器是双重的。例如致动器可被分组为2个或4个独立的安全系列。必要时，单独控制装置必须能够总是逐一地按顺序独立控制这些安全系列的致动器中的每个致动器。各个致动器置于单独控制器的控制下，单独控制装置直接作用于单独控制器上，由于安全原因，手动控制单独控制结构。致动器的单独控制器是总控制系统的一部分，在总控制系统中，它们经由通信体系结构与各种各样的其它操作及监管程控器件相连。当发电设备正常运转时，各个致动器由总控制系统控制，通常在同一设施的致动器控制器之间设置联锁装置。

总控制系统使操作员能够从含有各种监管及控制装置的主控制室，及独立于主控制室的后备控制室运行该工业设施，由于安全的原因，通常后备控制室与主控制室一模一样。控制室的监管及控制装置特别包括手动控制件，手动控制件使单独控制结构能够直接作用于致动器的单独控制器上。这些控制件是，例如按钮盒类型控制件，或者旋转-推动-发光(turn-push-light)(TPL)开关类型控制件，控制件使得能够直接作用于，通常是电作用于特定于该致动器的控制器。安装在主控制室中的那些控制件通常通过单独的点对点链路与它们所作用的相应致动器控制器相连。在后备控制室里装有与主控制室相同的控制件，其中的每个相应控制件也通过相应的单独点对点链路与所重复的控制件相同的致动器控制器相连。

这种控制装置的缺陷是需要在控制器与控制件之间设置相当大量的多线电缆，由于每个控制件通常包括相当大量的用于连接不同导线，使控制件与控制器相连的端子，以及由于每个控制器具有完全相同的两个连接端子，以使控制器能够与使操作者能够直接作用于其上的两个控制件链接，这种电缆存在不可靠的危险。

另外正如所知，渐进地控制某些致动器是必要的。这种渐进控制是，例如通过按压控制按钮一段长度可变的时间完成的，这将导致一个电信号，该电信号在按钮被按压的时间段内存在。这需要位于所考虑的控制件上的信号产生装置，及接收这种信号的控制器上的信号解释及转换装置。

对于由手动控制件发送给致动器的控制器的命令来说，可靠地并且尽可能安全地被传送是必不可少的。

发明内容

为此，本发明提供一种用于单独地控制发电设备中的致动器的装置，该发电设备的致动器通过包括在总控制系统中的单独的程控控制器被控制，总控制系统使操作者可从主控制室，或者必要时从后备控制室控制该设备，主控制室及后备控制室均装备有可手动驱动的控制件，可手动驱动的控制件使得能够直接作用于致动器的控制器。

根据本发明的特征，每个可手动驱动的控制件通过沿相反方向操作的两个串行数据链路与它所作用的致动器的控制器相连。

本发明中，每个致动器控制器通过用于从控制件接收数字化控制信息的相应的单独串行单向链路，及通过用于向每个控制件发送数字化信息的其它的单独串行单向链路与分别布置在发电设备的两个控制室内的两个控制件中的每个控制件相连。

本发明中，致动器的控制器包括至少一个处理器及一个双向存取存储器，双向存取存储器分别与处理器及传输接口连接，传输接口提供对上层控制系统的访问，以便必要时，所述控制器能够独立于控制系统进行操作。

附图说明

参考附图，根据给出的下述说明，本发明，本发明的特征及其优点更为清楚，其中：

图1是发电设备的控制系统的方框图，该控制系统包括本发明的单独致动器控制装置。

图2表示了本发明的单独致动器控制装置的手动控制的控制件。

图3表示了组织起来与本发明的致动器控制装置共同操作的致动器控制器的一个例子。

具体实施方式

本发明的单独控制装置用来装备发电设备，例如核电站，该发电设备包括通过单独控制器，例如控制器2及2′被一个一个单独控制的多个致动器，例如致动器1及1′。按常规，这些单独控制器是为高安全性领域而提供那种程控器件，并且特别地，不接受任何软件中断处理。为了安全，及为了考虑到没有为中断作好任何准备措施，执行的程序以模块形式形成，并且尽可能地小。程序数据以非易失方式存储，以便消除基本数据被擦除的危险。

致动器控制器是总控制系统的一部分，在总控制系统中，致动器控制器与一个或通常与多个程控操作和/或监管器件相连，这些器件通过通信体系结构连接在一起。它们构成处理控制系统，从而该发电设备的运转在分配给所述设备的操作人员的管理下受到控制。通常体系结构由一个或多个互连的网络组成，网络服务于分布在总控制系统不同层次上的器件。

每个操作及监管器件包括至少一个处理器，一组读/写和/或只读存储器，外加各种各样的辅助装置，尤其是输入/输出耦合器。

在为相对较小的发电设备设计的第一种已知变型中，用于控制致动器的控制器2与局域网，例如电或光学总线类型的局域网3相连，局域网使控制器2能够与处理控制系统的较高层次通信。这些通信可直接利用上层次的程控器件，例如程控器件4随意建立，程控器件4与网络3相连。

在为较大设备设计的第二已知变型中，可借助专用器件5建立控制器2与上层次程控器件之间的通信，专用器件5通常为程控逻辑控制器，它用作输入/输出集线器，并用作在控制器2与除其自身之外的上层次器件之间的数据交换的路由器。本例中，器件5被假定为与服务于本例中由两个程控器件7及8表示的中间层器件2的局域网6连接。器件7是，例如电子功率控制器，本例中，器件8假定为监管第二变型中的控制器2、2′的程控逻辑控制器，第二变型中没有器件4。

正如所知，在控制系统的该中间层可设置其它程控器件，以便监管其它组低层器件，低层器件被聚集成组，每组低层器件围绕着一个网络形成，该网络是，例如总线型网络。由于与本发明并不直接相关，这里不对它们作更详细的描述。

在这里考虑的例子中，该例子相应于根据诸如申请人的ALSPA8000系统之类的模块化监视-控制系统组织的处理控制系统，配置了由两个器件9及10表示的上功能层。这些器件连接在一起，并通过局域网11与中间控制层的器件相连，局域网11是，例如以太网或者功能相同的网络，例如申请人的S 8000网络。

器件9相应于运行处理控制及监管操作员的平台，或者更简单地相应于监管操作员主站，本例中，假定器件9位于在设备的主控制室12中。

器件10相应于，例如运行处理控制系统的计算机。

如序言中指出的一样，可借助单独致动器控制装置从发电设备的两个控制室中的任一控制室按顺序直接控制分配给致动器的每个单独控制器2、2′。

在单独致动器控制结构中设置有可手动驱动的控制件，例如13及13′，该控制件功能上用于替换按钮盒型或者旋转-推动-发光开关型的常规控制件，使操作人员能够从设施的主控制室或者从后备控制室14控制致动器1的控制器2。

本例中，组织所有的控制件，以便能够以数字形式，例如以一个或几个8位字节的形式传送及接收信息。每个控制件通过用于控制室12的控制件13的两个对向串行链路1L1、1L2，及用于同一控制室的控制件13′的两个对向串向链路1L1′、1L2′分别与一个控制器相连。每个控制器与两个控制室12、14中的每个控制室中的一个控制器相连，从而与两个串行的单向链路相连，以便从与之相连的两个控制件接收数字化控制信息，及与两个串行类型的单向链路相连，以便向这些控制件发送数据化信息。

在其服务的控制件上，各个单向链路与一个编码器/解码器19，例如多路复用器/多路分解器相连。当链路以电信号的形式传输信号时，在编码器/解码器和与之相连的两个单向链路之间分别插入一个电绝缘件21，电绝缘件21通常为光耦合器类型的电绝缘件。

当启动控制件配备的手动选择装置时，手动选择装置产生特有的二进制组合，该二进制组合可被控制器，具体地说可被控制器中接收它们的那个控制器识别。在所示的例子中，手动选择装置22由ON/OFF类型的电触点表示，手动选择装置22与编码器/解码器19的编码器相连，以致一旦被启动，每个手动选择装置22使得产生不同的二进制组合。

参考控制装置23也与编码器/解码器19相连，以便能够控制接收代表提供的不同调节值的组合之一的渐进地可变致动器。例如，在参考控制装置内可以按钮被按压时间的函数的形式实现调节。

多个单独发光指示灯24响应由控制器2传送给编码器/解码器19的发光命令，所讨论的控制件13与该控制器2相关。

图3中图解表示了用于控制致动器1的控制器2的一个例子。它包括与一组存储器相联系的处理器25，该组存储器通常包括至少一个只读存储器及一个读/写存储器，本例中该组存储器由与双向存取存储器27相联系的只读存储器26表示。存储器27用于在处理器25和总线型网络3之间交换数字信息，控制器，例子控制器2及2′通过网络3与控制系统的上层器件通信。存储器27通过传输接口28与总线3相连。组织存储器27的硬件及软件，以便必要时，尤其是在涉及位于接口28的与处理器25相对另一侧的控制系统部分的故障情况下，能够与设备控制系统的剩余部分无关地控制由与之相关的处理器25控制的致动器1。

处理器25经由控制电路，并通过电绝缘件21及接口30以一种已知的方式作用于致动器之一。在接口30的输出端出现，并且寻址指向致动器1的信号被并行重发给监视装置31，监视装置31对这些信号进行校验，并把校验结果通知处理器25。校验结果信息以通过电绝缘件21传输给处理器的数字信号的形式给出。

测试电路32接收致动器1传输的，并寻址指向处理器25的信号，以便利用本领域技术人员已知的协议向处理器预先通知其操作方式。根据接收的信号形成的信息在处理器的监管下由测试电路32传送给处理器25。电绝缘件21首先被放置在处理器通过其作用于测试电路的链路上，其次放置在测试电路通过其通知处理器的链路上。

控制器的处理器25还和同一致动器的两个手动可驱动控制件通信。该通信由把处理器和每个控制件连接起来的串行链路提供，例如与用于控制器2处理器的主控制室12的控制件13相连的双向链路1L1、1L2，及例如与后备控制室14的控制件13相连的双向链路2L1、2L2。

借助两个单独的电绝缘件21及借助在这两个电绝缘件与处理器25的一个端口之间插入的双线/四线电路29建立连接控制件的每个双向链路，对于与该处理器通信的两个控制件，处理器的端口不同。例如，由后备控制室14的控制件13的单向链路2L1、2L2组成的双向链路就是这种类型。

作为例子，使每个单向链路形成回路，以便能够自检，以及通过打开回路传输数字信息。

Claims (4)

1.一种用于单独地控制发电设备中的致动器(1)的装置，该发电设备的致动器通过构成总控制系统一部分的单独控制器(2)受到控制，在总控制系统中，致动器与用于控制该发电设备的其它程控器连接，总控制系统使操作者可以从主控制室(12)，或者必要时从后备控制室(14)控制该设备，主控制室及后备控制室均装备有手动控制件(13)，每个手动控制件使得能够直接作用于致动器的控制器，其特征在于该结构包括一个手动控制件，手动控制件通过沿相对方向操作的两个串行数据链路(1L1、1L2)与致动器的控制器单独连接。

2.按照权利要求1所述的装置，其中致动器(1)的控制器(2)通过用于从控制件接收数字化控制信息的相应的单独串行单向链路(1L1、2L1)，及通过用于向每个控制件传送数字化信息的其它相应的单独串行单向链路(1L2、2L2)与分别布置在发电设备的两个控制室(12、14)内的两个控制件(13)中的每个控制件相连。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其中使每个串行链路形成回路，以便能够进行自检，以及通过打开回路传输数字信息。

4.按照权利要求2所述的装置，其中致动器的控制器包括至少一个处理器(25)及一个双向存取存储器(27)，双向存取存储器(27)分别与处理器及传输接口(28)连接，传输接口(28)提供对上层控制系统的访问，以便必要时，所述控制器能够独立于控制系统进行操作。

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