CN113409976B - 一种核电站非安全级过程控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种核电站非安全级过程控制系统，包括至少一个过程控制子系统、控制网络模块和管理展示模块，所述控制网络模块与至少一个服务器通信连接，并与所述至少一个过程控制子系统通信连接，所述控制网络模块用于获取各所述过程控制子系统的第一数据信息，将所述第一数据信息进行分类处理，得到第二数据信息，并将所述第二数据信息上传至所述至少一个服务器；所述管理展示模块与所述至少一个服务器通信连接，所述管理展示模块用于获取所述服务器内的第二数据信息，并对所述第二数据信息进行展示。本发明实施例实现了各过程控制子系统数据信息的集中展示，以便于对核电站的监控。

Description

一种核电站非安全级过程控制系统
技术领域
本发明涉及核电站控制技术领域，尤其涉及一种核电站非安全级过程控制系统。
背景技术
工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。核电站一般包括许多过程控制系统，如涉及反应堆保护的棒位和棒控系统，涉及核岛安全控制的核岛控制系统以及涉及常规岛安全控制的常规岛控制系统等。核电站非安全级的过程控制是核电站得以高效可靠运作的前提条件和重要保障。
现有的核电站过程控制中，每一过程控制系统包括对应的控制站对现场设备进行相应控制，并采集相关数据信息，在对应的监控站进行展示，核电站人员在监控站内进行监控，在数据信息异常时下达相应的控制指令。但由于每一过程控制系统均独立运行，因此存在无法对各个过程控制系统的数据信息进行集中展示，以便于对核电站的监控。
发明内容
本发明实施例提供一种核电站非安全级过程控制系统，以解决现有的核电站过程控制无法对各个过程控制系统的数据信息进行集中展示，以便于核电站人员进行监控的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：本发明实施例提供了一种核电站非安全级过程控制系统，包括至少一个过程控制子系统、控制网络模块和管理展示模块，其中，
所述控制网络模块与至少一个服务器通信连接，并与所述至少一个过程控制子系统通信连接，所述控制网络模块用于获取各所述过程控制子系统的第一数据信息，将所述第一数据信息进行分类处理，得到第二数据信息，并将所述第二数据信息上传至所述至少一个服务器；
所述管理展示模块与所述至少一个服务器通信连接，所述管理展示模块用于获取所述服务器内的第二数据信息，并对所述第二数据信息进行展示。
可选的，所述管理展示模块包括：
发送单元，用于根据用户输入，向所述控制网络模块发送对应的控制操作信息。
可选的，所述控制网络模块包括：
接收单元，用于接收管理展示模块发送的控制操作信息；
生成单元，用于根据预设的控制算法，生成与所述控制操作信息对应的过程控制子系统的控制指令；
确定单元，用于根据预设优先级，确定执行各过程控制子系统相应操作的执行顺序；
控制单元，用于根据所述控制指令控制对应的过程控制子系统按照所述执行顺序执行相应操作。
可选的，所述控制网络模块还包括：
开关切换单元，所述开关切换单元用于切换第一不间断电源与第二不间断电源对所述过程控制子系统的供电，在所述第一不间断电源故障时，通过冗余开关切换所述第二不间断电源对所述过程控制子系统的供电。
可选的，所述管理展示模块还包括：
监控单元，用于根据预设监控指标对所述第二数据信息进行监控；
报警单元，用于在所述第二数据信息异常时，输出报警提示信息。
可选的，所述控制网络模块还与核岛过程控制子系统连接，所述核岛过程控制子系统用于维护核电站核岛设备的运行。
可选的，所述控制网络模块还与常规岛过程控制子系统连接，所述常规岛过程控制子系统用于维护核电站常规岛设备的运行。
可选的，所述控制网络模块还与核辅助过程控制子系统连接，所述核辅助过程控制子系统用于维护核电站辅助设备的运行。
可选的，所述至少一个服务器包括第一服务器及所述第一服务器的备份服务器。
在本发明实施例中，通过设置控制网络模块，将至少一个过程控制子系统与所述控制网络模块通信连接，从而使得各个过程控制子系统的数据信息能够经过控制网络模块进行集中分类处理，并分类传输至至少一个服务器中，并设置管理展示模块获取服务器中的数据信息进行展示，能够实现对至少一个过程控制子系统的数据信息进行集中展示，以便于核电站人员进行监控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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电站非安全级过程控制系统的结构示意图之一；
图2是本发明实施例提供的核电站非安全级过程控制系统的结构示意图之二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明实施例提供了一种核电站非安全级过程控制系统100，包括至少一个过程控制子系统101、控制网络模块102和管理展示模块104，其中，
所述控制网络模块102与至少一个服务器103通信连接，并与所述至少一个过程控制子系统101通信连接，所述控制网络模块102用于获取各所述过程控制子系统101的第一数据信息，将所述第一数据信息进行分类处理，得到第二数据信息，并将所述第二数据信息上传至所述至少一个服务器103；
所述管理展示模块104与所述至少一个服务器103通信连接，所述管理展示模块104用于获取所述服务器103内的第二数据信息，并对所述第二数据信息进行展示。
在本发明实施例中，上述过程控制子系统101具体用于维护各个子系统设备的运行，每一过程控制子系统101均具有对相关设备及执行器自动控制的功能，例如通过传感器获取相关设备的数据信息，如温度值，压力值等参数，并根据预设控制算法进行逻辑运算，根据运算结果对控制相应的执行器，如开关、水泵或阀门等的动作，从而实现对子系统的自动控制。
其中，上述过程控制子系统101自动控制功能可以由设置在厂房的控制机柜实现。在本发明实施例中，控制机柜可以包括I/O模块、CPU模块和端子模块。I/O模块采集现场信号并将信号送入CPU模块进行逻辑计算，CPU模块再将计算结果送给I/O模块，由I/O模块输出指令控制现场设备。同时CPU模块也可以接收操作员发出的控制指令来控制现场设备。端子模块是I/O模块和现场传感器及执行器的接口。
上述控制网络模块102用于获取上述过程控制子系统101的数据信息，如读取现场设备传感器的数据信息，并对将数据信息进行处理分类，上传至相应的服务器中。例如，获取核岛过程控制子系统的数据信息，在对数据信息进行处理后，上传至对应的核岛(Nuclear Island，简称NI)服务器中。上述控制网络模块102可以由网络机柜实现其控制网络功能。
在本发明实施例中，上述数据信息可以包括现场设备传感器的数据信息，以表示子系统各部分如一回路、二回路的管道压力值，反应堆温度等的运行状态，还可以包括现场设备的状态或供电信息，从而可以及时诊断现场设备是否处于正常的工作状态。
上述管理展示模块104用于获取上述控制网络模块102上传至相应服务器103中的数据信息，并可以通过显示单元对数据信息进行展示，以便于核电站人员进行检视。上述管理展示模块104可以通过操作平台及显示器实现其具体功能。
在本发明实施例中，通过设置控制网络模块102，将至少一个过程控制子系统101与所述控制网络模块102通信连接，从而使得各个过程控制子系统101的数据信息能够经过控制网络模块102进行集中分类处理，并分类传输至至少一个服务器103中，并设置管理展示模块104获取服务器103中的数据信息进行展示，能够实现对至少一个过程控制子系统101的数据信息进行集中展示，以便于对核电站的监控。
进一步的，上述管理展示模块104可以包括：
发送单元，用于根据用户输入，向所述控制网络模块102发送对应的控制操作信息。
相应的，上述控制网络模块102可以包括：
接收单元，用于接收管理展示模块104发送的控制操作信息；
生成单元，用于根据预设的控制算法，生成与所述控制操作信息对应的过程控制子系统101的控制指令；
确定单元，用于根据预设优先级，确定执行各过程控制子系统101相应操作的执行顺序；
控制单元，用于根据所述控制指令控制对应的过程控制子系统101按照所述执行顺序执行相应操作。
在本发明实施例中，上述用户输入可以为用户在信息管理平台上按下相应按钮的操作，可以表示升高或降低运行功率、升高或降低压强或升高或降低温度等。上述核电站非安全级过程控制系统100还可以根据操作人员对信息管理模块的输入，向上述控制网络模块102发送对应的控制操作信息。
上述控制网络模块102接收到对应的控制操作信息，并根据预设的控制算法，生成与所述控制操作信息对应的过程控制子系统101的控制指令，其控制算法可以包括步进控制、闭环控制、开环控制、报警逻辑、部件或系统联锁等算法。上述过程控制子系统101可以为一个，也可以为多个，在此不作进一步的限定。如需要降低反应堆的温度或者功率，则需要核岛和常规岛以及辅助系统的现场设备配合工作。上述控制模块的确定单元用于根据预设优先级，确定执行各过程控制子系统101相应操作的执行顺序。最后通过控制单元根据所述控制指令控制对应的过程控制子系统101按照所述执行顺序执行相应操作，从而实现了操作人员对于各个过程控制子系统101的集中控制。
进一步的，上述控制网络模块102还包括：
开关切换单元，所述开关切换单元用于切换第一不间断电源与第二不间断电源对所述过程控制子系统101的供电，在所述第一不间断电源故障时，通过冗余开关切换所述第二不间断电源对所述过程控制子系统101的供电。
在本发明实施例中，上述核电站非安全级过程控制系统100还可以对现场设备和机柜进行供电，具体可以通过设置供电柜和继电器柜来实现，供电柜用于对供电电源的滤波，防浪涌、电源转化和电源分配。供电柜主要由电源模块、断路器和开关等组成。继电器柜为核岛、常规岛和辅助设施的电磁阀提供48V直流驱动电源。本发明实施例控制对现场设备和机柜供电，从而实现了各过程控制子系统101中现场设备供电的稳定性，也可以在供电异常时及时发现并进行检修。
进一步的，上述管理展示模块104还包括：
监控单元，用于根据预设监控指标对所述第二数据信息进行监控；
报警单元，用于在所述第二数据信息异常时，输出报警提示信息。
上述预设监控指标可以为某一管路的流量或压强大小，也可以为功率或者温度值。当获取到的第二数据信息异常时，可以以站内信、报警器或弹框等方式输出报警提示信息。本发明实施例通过对数据信息的实时监控，从而可以对核电站异常情况实时获知，并及时处理，提升了核电站的安全性。
需要说明的是，上述管理展示模块104和控制网络模块102还可以包括通信单元，用于与安全级过程控制系统或第三方仪控系统进行通信。上述通信功能可以通过设置网关柜实现，网关柜主要由网关计算机组成。
进一步的，如图1和图2所示，上述控制网络模块102还可以与核岛过程控制子系统连接，上述核岛过程控制子系统用于维护核电站核岛设备的运行。
上述核岛指核电站中核蒸汽供应系统及其配套设施和他们所在厂房。核岛设备包括：反应堆堆芯、反应堆压力壳、堆内构件、控制棒驱动机构、蒸汽发生器、主泵、主管道、安注箱、稳压器等。
上述控制网络模块102还可以与常规岛过程控制子系统连接，上述常规岛过程控制子系统用于维护核电站常规岛设备的运行。
上述常规岛(Conventional Island，简称CI)指核电装置中汽轮发电机组及其配套设施和所在厂房。常规岛设备包括汽轮机、发电机、除氧器、凝汽机、汽水分离器、高低压加热器等。
上述控制网络模块102还可以与核辅助过程控制子系统连接，上述核辅助过程控制子系统用于维护核电站辅助设备的运行。
上述辅助设备(Balance Of Plant，简称BOP)即为核电站的辅助设施，BOP设备包括拦污栅、清污机和办公楼空调等。
进一步的，上述至少一个服务器103包括第一服务器及上述第一服务器的备份服务器。
如图1和图2所示，上述控制网络模块102在得到核岛过程控制子系统101的数据信息后，将数据信息同时传输至核岛服务器A和核岛服务器B，而管理展示模块104只需要获取其中任一服务器中的数据信息即可得到核岛过程控制子系统101相关数据。在核岛服务器A故障时，上述控制网络模块102可以仅将数据信息传输至核岛服务器B，而管理展示模块104可以获取核岛服务器B中的数据信息，并对数据信息进行展示。本发明实施例通过设置备用服务器，避免了服务器103故障时系统无法正常运行的问题，从而提高了系统的稳定性。
其中，上述至少一个服务器103还可以包括记录操作人员操作信息等历史数据的历史服务器103和进行变量计算等操作的计算服务器103，历史服务器103和计算服务器103均与管理展示模块104通信连接。
核电站在运行时，上述核电站非安全级过程控制系统100在不同的运行条件下需持续工作以确保为整个电厂提供监视和控制功能。除非监测到设备故障或电源丧失等例外情况，本系统机柜可以停机和重新启动。
当核电站关闭时，部分本系统机柜可关闭进行检查和试验。
需要说明的是，本发明实施例中介绍的多种可选的实施方式，彼此可以相互结合实现，也可以单独实现，对此本发明实施例不作限定。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种核电站非安全级过程控制系统，其特征在于，包括至少一个过程控制子系统、控制网络模块和管理展示模块，其中，
所述控制网络模块与至少一个服务器通信连接，并与所述至少一个过程控制子系统通信连接，所述控制网络模块用于获取各所述过程控制子系统的第一数据信息，将所述第一数据信息进行分类处理，得到第二数据信息，并将所述第二数据信息上传至所述至少一个服务器；
所述管理展示模块与所述至少一个服务器通信连接，所述管理展示模块用于获取所述服务器内的第二数据信息，并对所述第二数据信息进行展示；
所述管理展示模块包括：
发送单元，用于根据用户输入，向所述控制网络模块发送对应的控制操作信息；
所述控制网络模块包括：
接收单元，用于接收管理展示模块发送的控制操作信息；
生成单元，用于根据预设的控制算法，生成与所述控制操作信息对应的过程控制子系统的控制指令；
确定单元，用于根据预设优先级，确定执行各过程控制子系统相应操作的执行顺序；
控制单元，用于根据所述控制指令控制对应的过程控制子系统按照所述执行顺序执行相应操作。
2.根据权利要求1所述的核电站非安全级过程控制系统，其特征在于，所述控制网络模块还包括：
开关切换单元，所述开关切换单元用于切换第一不间断电源与第二不间断电源对所述过程控制子系统的供电，在所述第一不间断电源故障时，通过冗余开关切换所述第二不间断电源对所述过程控制子系统的供电。
3.根据权利要求1所述的核电站非安全级过程控制系统，其特征在于，所述管理展示模块还包括：
监控单元，用于根据预设监控指标对所述第二数据信息进行监控；
报警单元，用于在所述第二数据信息异常时，输出报警提示信息。
4.根据权利要求1所述的核电站非安全级过程控制系统，其特征在于，所述控制网络模块还与核岛过程控制子系统连接，所述核岛过程控制子系统用于维护核电站核岛设备的运行。
5.根据权利要求1所述的核电站非安全级过程控制系统，其特征在于，所述控制网络模块还与常规岛过程控制子系统连接，所述常规岛过程控制子系统用于维护核电站常规岛设备的运行。
6.根据权利要求1所述的核电站非安全级过程控制系统，其特征在于，所述控制网络模块还与核辅助过程控制子系统连接，所述核辅助过程控制子系统用于维护核电站辅助设备的运行。
7.根据权利要求1所述的核电站非安全级过程控制系统，其特征在于，所述至少一个服务器包括第一服务器及所述第一服务器的备份服务器。
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